Jinsi ya Kuunda Moduletera ya Awamu ya Dijiti

Matangazo ya Frequency ya Radio
Jifunze juu ya jinsi ya kutoa data ya asili ya dijiti kutoka kwa mabadiliko ya kuhama ya hatua.

Katika kurasa mbili zilizopita tulijadili mifumo ya kufanya uundaji wa ishara za AM na FM ambazo hubeba data za analog, kama vile (isiyo ya hesabu) sauti. Sasa tuko tayari kuangalia jinsi ya kupata tena habari ya asili ambayo imezingatiwa kupitia aina ya tatu ya jumla ya matengenezo, yaani, moduli ya awamu.

Walakini, moduli ya awamu ya analog sio kawaida, wakati moduli za hatua za dijiti zinajulikana sana. Kwa hivyo, inafanya akili zaidi kuchunguza uundaji wa PM katika muktadha wa mawasiliano ya RF ya dijiti. Tutachunguza mada hii kwa kutumia kejamu ya kuhama ya awamu ya (BPSK); Walakini, ni vizuri kufahamu kuwa mabadiliko ya mabadiliko ya awamu ya quadrature (QPSK) yanafaa zaidi kwa mifumo ya kisasa isiyo na waya.

Kama jina linamaanisha, ubadilishaji wa awamu ya uwakilishi unawakilisha data ya dijiti kwa kugawa sehemu moja hadi ya 0 na sehemu tofauti hadi ya binary 1. Awamu hizo mbili zimetenganishwa na 180 ° ili kuongeza usahihi wa demokrasia-utenganisho zaidi kati ya maadili ya awamu mbili hufanya iwe rahisi. kuamua alama.

Zidisha na ujumuishe- na Sawazisha
Dododulator ya BPSK ina kimsingi ya vitalu viwili vya kufanya kazi: kipeperushi na kiunganishi. Vipengele hivi viwili vitatoa ishara ambayo inalingana na data ya asili ya binary. Walakini, mzunguko wa maingiliano pia inahitajika, kwa sababu mpokeaji lazima awe na uwezo wa kutambua mpaka kati ya vipindi kidogo. Hii ni tofauti muhimu kati ya demokrasia ya analog na demokrasia ya dijiti, kwa hivyo wacha tuangalie kwa karibu.

 

Katika uwekaji alama wa analog, ishara haina mwanzo au mwisho. Fikiria kipeperushi cha FM kinachotangaza ishara ya sauti, yaani, ishara inayoendelea kutofautiana kulingana na muziki. Sasa fikiria mpokeaji wa FM ambaye mwanzoni amezimwa. 

Mtumiaji anaweza kumpa nguvu mpokeaji wakati wowote kwa wakati, na mzunguko wa demokrasia utaanza kutoa ishara ya sauti kutoka kwa mtoa huduma aliyebadilishwa. Ishara iliyotolewa inaweza kupandishwa na kutumwa kwa msemaji, na muziki utasikika kama kawaida. 

Mpokeaji hajui kama ishara ya sauti inawakilisha mwanzo au mwisho wa wimbo, au ikiwa mzunguko wa demokrasia unaanza kufanya kazi mwanzoni mwa kipimo, au kulia juu ya kupiga, au katikati ya beats mbili. Haijalishi; kila thamani ya umeme ya papo hapo inalingana na wakati mmoja maalum katika ishara ya sauti, na sauti inaundwa tena wakati maadili haya yote ya papo hapo yanatokea mfululizo.

Na modulation ya dijiti, hali ni tofauti kabisa. Hatujashughulika na mafumbo ya papo hapo lakini badala ya mlolongo wa nyongeza ambayo inawakilisha sehemu moja ya habari, ambayo ni nambari (moja au sifuri). 

Kila mlolongo wa maandamano - inayoitwa ishara, na muda sawa na kipindi kidogo - lazima yatofautishwe kutoka kwa mlolongo uliotangulia na ufuatao: Ikiwa mtangazaji (kutoka kwa mfano hapo juu) walikuwa wakitumia sauti ya dijiti na mpokeaji alihamasishwa na kuanza kubomolewa kwa hatua ya nasibu kwa wakati, nini kingetokea? 

Kweli, ikiwa mpokeaji alitokea kuanza kubomoa katikati ya ishara, itakuwa kujaribu kutafsiri nusu ya alama moja na nusu ya alama ifuatayo. Hii inaweza, kwa kweli, kusababisha makosa; alama ya mantiki-moja ikifuatiwa na alama ya mantiki-sifuri ingekuwa na nafasi sawa ya kutafsiriwa kama moja au sifuri.

Kwa wazi, basi, maingiliano lazima iwe kipaumbele katika mfumo wowote wa dijiti wa RF. Njia moja moja kwa moja ya maingiliano ni kutangulia kila pakiti na "mlolongo wa mafunzo" uliofafanuliwa unaojumuisha alama za sifuri na alama moja (kama ilivyo kwenye mchoro hapo juu). Mpokeaji anaweza kutumia mabadiliko haya ya sifuri-moja-sifuri kutambua mipaka ya muda kati ya alama, na kisha alama zingine kwenye pakiti zinaweza kufasiriwa kwa urahisi tu kwa kutumia alama ya mfumo ulioelezewa wa mfumo.

Athari ya Kuzidisha
Kama ilivyoelezwa hapo juu, hatua ya msingi katika uundaji wa PSK ni kuzidisha. Hasa zaidi, tunazidisha ishara ya BPSK inayoingia na ishara ya marejeleo na frequency sawa na frequency ya mtoaji. Je! Hii inatimiza nini? Wacha tuangalie hesabu; kwanza, tambua bidhaa kwa kazi mbili:

 

Ikiwa tutabadilisha kazi hizi za siki ya kawaida kuwa ishara na mzunguko na mzunguko, tunafuata yafuatayo:

Kurahisisha, tuna:

Kwa hivyo tunapozidisha sinusoid mbili za frequency sawa lakini awamu tofauti, matokeo yake ni sinusoid ya mara mbili frequency pamoja na kukabiliana ambayo inategemea tofauti kati ya awamu hizo mbili. 

Kukomesha ni ufunguo: Ikiwa sehemu ya ishara iliyopokelewa ni sawa na awamu ya ishara ya rejea, tuna cos (0 °), ambayo ni sawa na 1. Ikiwa sehemu ya ishara iliyopokelewa ni 180 ° tofauti na sehemu ya ishara ya kumbukumbu, tuna cos (180 °), ambayo ni 1. Kwa hivyo, pato la kuzidisha litakuwa na athari chanya ya DC kwa moja ya maadili ya binary na kukabiliana na hasi ya DC kwa thamani nyingine ya binary. Kukataliwa kunaweza kutumiwa kutafsiri kila alama kama sifuri au moja.

Uthibitisho wa Uigaji
Mzunguko ufuatao wa moduli-na-demokrasia ya BPSK inakuonyesha jinsi unaweza kuunda ishara ya BPSK katika LTspice:

Vyanzo viwili vya sine (moja na awamu = 0 ° na moja iliyo na sehemu = 180 °) imeunganishwa na swichi mbili zinazodhibitiwa na voltage. Swichi zote mbili zina ishara ya kudhibiti wimbi-ya mraba, na visivyo na nguvu vimewekwa kimewekwa kama moja ikiwa wazi wakati nyingine imefungwa. Vituo vya "pato" vya swichi mbili zimefungwa pamoja, na op-amp huingiza ishara inayosababisha, ambayo inaonekana kama hii:




Ifuatayo, tunayo rejea sinusoid (V4) iliyo na frequency sawa na frequency ya BPSK waveform, halafu tunatumia chanzo cha nguvu cha tabia cha kuzidisha kuzidisha ishara ya BPSK kwa ishara ya rejeleo. Hii ndio matokeo:




Kama unavyoweza kuona, ishara iliyodanganywa ni mara mbili ya mzunguko wa ishara iliyopokea, na ina hali nzuri au hasi ya kukabiliana na DC kulingana na awamu ya kila ishara. Ikiwa tutaweza kuingiza ishara hii kwa heshima kwa kila kipindi kidogo, tutakuwa na ishara ya dijiti ambayo inalingana na data ya asili.

Ugunduzi mzuri
Katika mfano huu, sehemu ya ishara ya kumbukumbu ya mpokeaji inalinganishwa na hatua ya ishara inayoingiliana ya mpokeaji. Hii inafanikiwa kwa urahisi katika simulation; ni ngumu zaidi katika maisha ya kweli. Kwa kuongezea, kama ilivyojadiliwa katika ukurasa huu chini ya "Kutofautisha Tofauti," mabadiliko ya kugeuza kwa awamu ya kawaida haiwezi kutumiwa katika mifumo ambayo inakabiliwa na tofauti za awamu ambazo hazitabiriki kati ya mtu anayepitisha na mpokeaji. 

Kwa mfano, ikiwa ishara ya kumbukumbu ya mpokeaji iko nje ya digrii 90 kutoka kwa mtoaji, mpigaji wa tofauti kati ya rejeleo na ishara ya BPSK daima utakuwa 90 °, na cos (90 °) ni 0. Kwa hivyo, kukabiliana na DC iko wamepotea, na mfumo hautekelezi kabisa.

Hii inaweza kudhibitishwa kwa kubadilisha awamu ya chanzo cha V4 kuwa 90 °; hii ndio matokeo:

Muhtasari
* Uainishaji wa dijiti unahitaji maingiliano ya kipindi kidogo; mpokeaji lazima awe na uwezo wa kutambua mipaka kati ya alama za karibu.

* Ishara za kuhama-za-kubadilika-badhana inaweza kubadilishwa kupitia kuzidisha ikifuatiwa na ujumuishaji. Ishara ya rejea inayotumika kwenye hatua ya kuzidisha ina masafa sawa na ya car kubeba.

* Kuweka-kugeuza-kwa-kawaida ni kuaminika tu wakati sehemu ya ishara ya mpokeaji inaweza kudumisha maingiliano na sehemu ya mtoaji.

Acha ujumbe 

Orodha ujumbe