Amplitude Shift Keying (ASK) - fungovanie a aplikácie

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Najdôležitejší a najzaujímavejší koncept v komunikácii je Modulácia . Má rôzne typy. Modulácia je definovaná ako zlepšenie amplitúdy, frekvencie alebo fázy signálnych charakteristík s odkazom na nosný signál. Ak je vstupný signál analógový, potom sa takáto modulácia nazýva ako analógová modulácia. A ak je vstupný signál vo forme digitálneho signálu, takáto modulácia sa nazýva Digitálna modulácia. Analógové formy signálov sú vystavené účinkom skreslenia, šumu a interferencie. Kvôli týmto trom chybám sú digitálne signály uprednostňované pred analógovými. A v digitálnej modulácii je vstupný signál vo forme iba digitálneho. Má iba dve úrovne napätia, buď vysokú, alebo nízku. Ale v analógový signál , jeho napätie pokračuje a je ovplyvnené určitým typom šumu. Ak je vstupný signál vo forme digitálneho signálu a ak sa pokúsite zvýšiť jeho amplitúdové charakteristiky týkajúce sa nosného signálu, tento proces modulácie sa nazýva Amplitude Shift Keying. Je tiež známy ako ASK. Tento článok pojednáva o tom, čo je ASK, a jeho dôležitosti.

Teória kľúčovania pri zmene amplitúdy

Tento typ modulácie spadá pod Digitálna modulácia schémy. Tu má slovo kľúčovanie určitý význam, to znamená, že kľúčovanie označuje prenos digitálneho signálu cez kanál. Podľa teórie kľúčovania s amplitúdovým posunom môžeme pochopiť proces techniky ASK.




analógové a digitálne signály

V ASK vyžaduje dva vstupné signály, prvý vstup je signál binárnej sekvencie a druhý vstup je nosný signál. Tu je najdôležitejším bodom, ktorý musíme vždy brať do úvahy, že druhý vstup, ktorým je nosný signál, má väčší rozsah amplitúdy / napätia ako vstupný signál binárnej sekvencie.



Dôvod výberu signálu s vysokou charakteristikou nosiča

Napríklad, ak chcete ísť niekam, môžete si zvoliť autobus na účely prepravy. Hneď ako dorazíte do cieľa, vyjdete z autobusu. Keď tu dorazíte do cieľa, neuvažujete nad autobusom, ktorým ste do cieľa prišli. Autobus používate iba ako médium. Takže aj tu na dokončenie modulačného procesu vstupný signál binárnej sekvencie pomocou nosných signálov dosiahne svoj cieľový bod.

Ďalším dôležitým bodom je tu zvážiť, že amplitúda nosného signálu by mala byť väčšia ako amplitúda vstupného binárneho signálu. V rámci rozsahu amplitúdy nosnej budeme modulovať amplitúdu binárneho vstupného signálu. Ak je amplitúda nosného signálu menšia ako napätie vstupného binárneho signálu, potom vedie takýto kombinovaný modulačný proces k nadmernej modulácii a pod modulačným účinkom. Na dosiahnutie dokonalej modulácie by teda nosná single mala mať väčší rozsah amplitúdy ako vstupný binárny signál.

ask-block-diagram

ask-block-diagram

V teórii kľúčovania s posunom amplitúdy sa amplitúda vstupného binárneho signálu líši podľa napätia signálu nosnej. V ASK sa vstupný binárny signál vynásobí nosným signálom spolu s jeho časovými intervalmi. Medzi prvým časovým intervalom vstupného binárneho signálu vynásobeným prvým časovým intervalom napätia nosného signálu a rovnakým procesom pokračuje všetky časové intervaly. Ak je vstupný binárny signál logický VYSOKÝ pre určitý časový interval, potom by to isté malo byť dodávané na výstupné porty s prírastkom úrovne napätia. Takže hlavným cieľom modulácie kľúčovania s amplitúdovým posunom je zmena alebo zlepšenie napäťových charakteristík vstupného binárneho signálu týkajúcich sa nosného signálu. Nižšie uvedený diagram označujúci blokový diagram kľúčovania amplitúdového posunu.


Na úrovni obvodu zmiešavača

Keď je spínač zopnutý - pre všetky logické VYSOKÉ časové intervaly, t. J. Keď je vstupný signál s logikou 1 počas týchto intervalov, spínač je zopnutý a násobí sa nosným signálom, ktorý generuje z funkčného generátora po rovnakú dobu.

Pri otvorení spínača - pri vstupnom signáli s logikou 0 sa spínač otvorí a nebude generovaný žiadny výstupný signál. Pretože logika vstupného binárneho signálu 0 nemá napätie, tak počas týchto intervalov, keď sa s ním bude vynásobiť nosný signál, príde nulový výstup. Výstup je nulový pre všetky logické 0 intervaly vstupného binárneho signálu. Zmiešavací obvod s filtrami na tvarovanie impulzov a filtrami s obmedzeným pásmom na tvarovanie výstupného signálu ASK.

ask-modulation-waveforms

ask-modulation-waveforms

ASK Schéma zapojenia

Je možné navrhnúť modulačný obvod klíčenia amplitúdového posunu 555 časovač IC ako astabilný režim. Tu je možné nosný signál meniť pomocou R1, R2 a C. Nosnú frekvenciu je možné okamžite vypočítať pomocou vzorcov ako 0,69 * C * (R1 + R2). PIN 4 použijeme vstupný binárny signál a na PIN 3 obvod vygeneruje modulovanú vlnu ASK.

ask-modulačný-obvod

ask-modulačný-obvod

SPÝTAJTE SA Demodulačný proces

Demodulácia je proces rekonštrukcie pôvodného signálu na úrovni prijímača. A je definovaný ako akýkoľvek modulovaný signál prijatý z kanálu na strane prijímača implementáciou vhodných demodulovaných techník na obnovenie / reprodukciu pôvodného vstupného signálu vo výstupnom stupni prijímača.

Demontáž ASK je možné vykonať dvoma spôsobmi. Oni sú,

  • Koherentná detekcia (synchrónna demodulácia)
  • Nekoherentná detekcia (asynchrónna demodulácia)

Demodulačný proces začneme koherentnou detekciou, ktorá sa nazýva aj synchrónna detekcia ASK.

1). Koherentná detekcia ASK

Pri tomto spôsobe demodulačného procesu je nosný signál, ktorý používame v prijímacom stupni, v rovnakej fáze s nosným signálom, ktorý používame vo vysielacom stupni. Znamená to, že signál nosnej vlny vo fázach vysielača a prijímača sú rovnaké hodnoty. Tento typ demodulácie sa nazýva synchrónna detekcia ASK alebo koherentná detekcia ASK.

koherentný-pýtať-detekcia-blokový diagram

koherentný-pýtať-detekcia-blokový diagram

Prijímač prijíma modulovaný tvar vlny ASK z kanála, ale tu je tento modulovaný tvar vlny ovplyvňovaný šumovým signálom, pretože je smerovaný z kanálu voľného priestoru. Takže toto, hluk je možné eliminovať potom multiplikátor etapa pomocou a dolnopriepustný filter . Potom je odovzdaný zo vzorky a zadržaný obvod na jeho prevedenie do formy diskrétneho signálu. Potom sa v každom intervale porovnáva napätie diskrétneho signálu s referenčným napätím (Vref), aby sa rekonštruoval pôvodný binárny signál.

2). Nekoherentná detekcia ASK

V tomto je jediný rozdiel nosný signál, ktorý sa používa na strane vysielača a prijímača, nie sú navzájom v rovnakej fáze. Z tohto dôvodu sa táto detekcia nazýva ako nekoherentná detekcia ASK (asynchrónna detekcia ASK). Tento demodulačný proces je možné zavŕšiť použitím štvorcového zákona. Výstupný signál, ktorý sa generuje zo zariadenia so štvorcovým zákonom, je možné smerovať cez dolnopriepustný filter, aby sa rekonštruoval pôvodný binárny signál.

non-coherent-ask-detection-block-diagram

non-coherent-ask-detection-block-diagram

Kľúčovanie s posunom amplitúdy je efektívna technika na zvýšenie charakteristík vstupnej amplitúdy v komunikácii. Ale tieto ASK modulované krivky sú ľahko ovplyvniteľné šumom. A to vedie k zmenám amplitúdy. Z tohto dôvodu dôjde k kolísaniu napätia vo výstupných vlnách. Druhou nevýhodou modulačnej techniky ASK je, že má nízku energetickú účinnosť. Pretože ASK vyžaduje nadmernú šírku pásma. Vedie k strate výkonu v spektre ASK.

Kedykoľvek modulovať dva vstupné binárne signály, nie je preferovaná modulácia klíčenia s amplitúdovým posunom. Pretože musí prijať iba jeden vstup. Na prekonanie tohto je preto preferované kvadratúrne amplitúdové posunové kľúčovanie (ASK). V tejto modulačnej technike môžeme modulovať dva binárne signály dvoma rôznymi nosnými signálmi. Tu sú tieto dva nosné signály v opačnej fáze s rozdielom 90 stupňov. Sinové a kosínusové signály sa používajú ako nosiče pri kvadratúrnom kľúčovaní s amplitúdovým posunom. Výhodou je, že efektívne využíva šírku pásma spektra. Ponúka väčšiu energetickú účinnosť ako zadávanie amplitúdy posunu.

amplitúda-posun-kľúčovanie-matlab-simulink

amplitúda-posun-kľúčovanie-Matlab-Simulink

Kľúčovanie s posunom amplitúdy Matlab Simulink je možné navrhnúť pomocou nástroja Matlab. Po inicializácii nástroja vykonaním správnych krokov môžeme nakresliť obvod ASK na pracovnej ploche. Tým, že dáme správne hodnoty signálu, môžeme získať modulované výstupné krivky

OPÝTAJTE SA Aplikácie

Modulácia má v komunikácii dôležitú úlohu. Ďalej sú spomenuté aplikácie pre kľúčovanie s amplitúdovým posunom. Oni sú:

  • Nízka frekvencia RF aplikácie
  • Domáca automatizácia zariadenia
  • Zariadenia priemyselných sietí
  • Bezdrôtové základňové stanice
  • Monitorovacie systémy tlaku v pneumatikách

Preto Opýtať sa (klávesnica pre posun amplitúdy) je technika digitálnej modulácie na zvýšenie amplitúdových charakteristík vstupného binárneho signálu. Ale jeho nevýhody ho robia tak obmedzeným. A tieto nevýhody je možné prekonať ďalšou modulačnou technikou, ktorou je FSK.