Εργασία και εφαρμογές Amplitude Shift Keying (ASK)

Δοκιμάστε Το Όργανο Μας Για Την Εξάλειψη Των Προβλημάτων





Η πιο σημαντική και ενδιαφέρουσα ιδέα στην επικοινωνία είναι Διαμόρφωση . Έχει διαφορετικούς τύπους. Η διαμόρφωση ορίζεται ως η βελτίωση του πλάτους, της συχνότητας ή της φάσης των χαρακτηριστικών σήματος με αναφορά στο σήμα φορέα. Εάν το σήμα εισόδου είναι αναλογική μορφή τότε μια τέτοια διαμόρφωση ονομάζεται αναλογική διαμόρφωση. Και αν το σήμα εισόδου με τη μορφή ψηφιακού, μια τέτοια διαμόρφωση ονομάζεται Ψηφιακή διαμόρφωση. Οι αναλογικές μορφές σημάτων υφίστανται παραμόρφωση, θόρυβο και παρεμβολές. Λόγω αυτών των τριών ελαττωμάτων, τα ψηφιακά σήματα προτιμώνται από τα αναλογικά. Και στην ψηφιακή διαμόρφωση, το σήμα εισόδου έχει τη μορφή ψηφιακού μόνο. Έχει μόνο δύο επίπεδα τάσης είτε υψηλή είτε χαμηλή. Αλλά στο αναλογικό σήμα , η τάση συνεχίζεται και επηρεάζεται από κάποιο τύπο θορύβου. Εάν το σήμα εισόδου με τη μορφή ψηφιακού και αν προσπαθήσετε να αυξήσετε τα χαρακτηριστικά πλάτους του σχετικά με το σήμα φορέα, αυτή η διαδικασία διαμόρφωσης ονομάζεται Amplitude Shift Keying. Είναι επίσης γνωστό ως ASK. Αυτό το άρθρο ασχολείται με το τι είναι ASK και τη σημασία του.

Θεωρία πλήκτρων μετατόπισης πλάτους

Αυτός ο τύπος διαμόρφωσης βρίσκεται κάτω Ψηφιακή διαμόρφωση σχέδια. Εδώ, η λέξη keying έχει κάποια σημασία, δηλαδή το Keying δείχνει τη μετάδοση ψηφιακού σήματος μέσω του καναλιού. Με τη θεωρία κλειδώματος μετατόπισης πλάτους, μπορούμε να κατανοήσουμε τη διαδικασία της τεχνικής ASK.




αναλογικά και ψηφιακά σήματα

Στο ASK, απαιτεί δύο σήματα εισόδου, η πρώτη είσοδος είναι σήμα δυαδικής ακολουθίας και η δεύτερη είσοδος είναι σήμα μεταφορέα. Εδώ, το πιο σημαντικό σημείο που πρέπει να εξετάσουμε πάντα τη δεύτερη είσοδο που είναι το σήμα φορέα έχει το μεγαλύτερο εύρος / τάση από το σήμα δυαδικής ακολουθίας εισόδου.



Λόγος για την επιλογή του σήματος φορέα υψηλών χαρακτηριστικών

Για παράδειγμα, εάν θέλετε να πάτε σε κάποιο μέρος, μπορείτε να επιλέξετε το λεωφορείο για μεταφορά. Μόλις φτάσετε στον προορισμό σας βγαίνετε από το λεωφορείο. Εδώ όταν φτάσατε στον προορισμό σας δεν σκέφτεστε το λεωφορείο που βοήθησε να φτάσετε στον προορισμό σας. Χρησιμοποιείτε το λεωφορείο μόνο για ένα μέσο. Έτσι, εδώ επίσης για να ολοκληρωθεί η διαδικασία διαμόρφωσης, το σήμα δυαδικής ακολουθίας εισόδου χρησιμοποιώντας τα σήματα φορέα για να φτάσει στο σημείο προορισμού του.

Ένα πιο σημαντικό σημείο είναι να εξετάσουμε εδώ, το πλάτος του σήματος φορέα πρέπει να είναι μεγαλύτερο από το εύρος δυαδικού σήματος εισόδου. Μέσα στο εύρος εύρους φορέα πρόκειται να διαμορφώσουμε το πλάτος σήματος δυαδικής εισόδου. Εάν το πλάτος του σήματος φορέα είναι μικρότερο από την τάση δυαδικού σήματος εισόδου, τότε μια τέτοια διαδικασία διαμόρφωσης συνδυασμού οδηγεί σε υπερβολική διαμόρφωση και σε εφέ διαμόρφωσης. Έτσι, για να επιτευχθεί τέλεια διαμόρφωση, ένας φορέας θα πρέπει να έχει μεγαλύτερο εύρος πλάτους από το δυαδικό σήμα εισόδου.

ask-block-διάγραμμα

ask-block-διάγραμμα

Στη θεωρία πληκτρολόγησης μετατόπισης πλάτους, το εύρος δυαδικού σήματος εισόδου ποικίλλει ανάλογα με την τάση σήματος φορέα. Στο ASK, το δυαδικό σήμα εισόδου πολλαπλασιάζεται με το σήμα φορέα μαζί με τα χρονικά του διαστήματα. Μεταξύ του πρώτου χρονικού διαστήματος εισόδου δυαδικού σήματος πολλαπλασιασμένου με το πρώτο χρονικό διάστημα της τάσης σήματος φορέα και η ίδια διαδικασία συνεχίζεται για όλα τα χρονικά διαστήματα. Εάν το δυαδικό σήμα εισόδου είναι λογικό ΥΨΗΛΟ για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, τότε το ίδιο θα πρέπει να παραδίδεται στις θύρες εξόδου με αύξηση στο επίπεδο τάσης. Έτσι, ο κύριος στόχος της διαμόρφωσης πλήκτρου μετατόπισης πλάτους είναι η αλλαγή ή βελτίωση των χαρακτηριστικών τάσης του δυαδικού σήματος εισόδου που αφορά το σήμα φορέα. Το παρακάτω διάγραμμα που δείχνει το διάγραμμα μπλοκ κλειδώματος Amplitude.


Σε επίπεδο κυκλώματος μίξερ

Όταν ο διακόπτης είναι κλειστός - για όλα τα λογικά χρονικά διαστήματα ΥΨΗΛΩΝ δηλ. Όταν το σήμα εισόδου που έχει λογική 1 κατά τη διάρκεια αυτών των διαστημάτων ο διακόπτης είναι κλειστός και πολλαπλασιάζεται με το σήμα φορέα που παράγει από τη γεννήτρια λειτουργίας για την ίδια διάρκεια.

Όταν ο διακόπτης ανοίγει - όταν το σήμα εισόδου έχει λογική 0, ο διακόπτης ανοίγει και δεν θα δημιουργηθεί σήμα εξόδου. Επειδή η είσοδος λογικού δυαδικού σήματος 0 δεν έχει τάση, έτσι κατά τη διάρκεια αυτών των διαστημάτων όταν το σήμα φορέα πολλαπλασιάζεται με αυτό, θα έρθει μηδενική έξοδος. Η έξοδος είναι μηδέν για όλα τα λογικά διαστήματα 0 του δυαδικού σήματος εισόδου. Κύκλωμα μίξερ με φίλτρα διαμόρφωσης παλμού και φίλτρα περιορισμένης ζώνης για τη διαμόρφωση του σήματος εξόδου ASK.

Ρωτήστε-διαμόρφωση-κυματομορφές

Ρωτήστε-διαμόρφωση-κυματομορφές

Διάγραμμα κυκλωμάτων ASK

Το κύκλωμα διαμόρφωσης μετατόπισης πλάτους πλάτους μπορεί να σχεδιαστεί με 555timer IC ως ασταθής λειτουργία. Εδώ, το σήμα φορέα μπορεί να μεταβληθεί χρησιμοποιώντας τα R1, R2 και C. Η συχνότητα φορέα μπορεί να υπολογιστεί αμέσως από τους τύπους ως 0,69 * C * (R1 + R2). Ένα PIN 4 θα εφαρμόσουμε το δυαδικό σήμα εισόδου και στο PIN 3 το κύκλωμα θα δημιουργήσει το διαμορφωμένο κύμα ASK.

κύκλωμα ask-modulation

κύκλωμα ask-modulation

ΕΡΩΤΗΣΗ Διαδικασία Αποδιαμόρφωσης

Αποδιαμόρφωση είναι η διαδικασία ανακατασκευής του αρχικού σήματος στο επίπεδο του δέκτη. Και ορίζεται ως, ανεξάρτητα από το διαμορφωμένο σήμα που λαμβάνεται από το κανάλι στην πλευρά του δέκτη με την εφαρμογή των κατάλληλων αποδιαμορφωμένων τεχνικών για την ανάκτηση / αναπαραγωγή του αρχικού σήματος εισόδου στο στάδιο εξόδου του δέκτη.

Το ASK αποδιαμόρφωση μπορεί να γίνει με δύο τρόπους. Αυτοί είναι,

  • Συνεκτική ανίχνευση (Σύγχρονη αποδιαμόρφωση)
  • Μη συνεκτική ανίχνευση (ασύγχρονη αποδιαμόρφωση)

Θα ξεκινήσουμε τη διαδικασία αποδιαμόρφωσης με συνεκτική ανίχνευση που ονομάζεται επίσης συγχρονισμένη ανίχνευση ASK.

1). Συνεκτική ανίχνευση ερωτήσεων

Με αυτόν τον τρόπο της διαδικασίας αποδιαμόρφωσης, το σήμα φορέα που χρησιμοποιούμε στο στάδιο του δέκτη βρίσκεται στην ίδια φάση με το σήμα φορέα που χρησιμοποιούμε στο στάδιο του πομπού. Αυτό σημαίνει ότι το σήμα φορέα στα στάδια του πομπού και του δέκτη είναι οι ίδιες τιμές. Αυτός ο τύπος αποδιαμόρφωσης ονομάζεται Σύγχρονη ανίχνευση ASK ή συνεκτική ανίχνευση ASK.

συνεκτικό-ζήτημα-ανίχνευση-μπλοκ-διάγραμμα

συνεκτικό-ζήτημα-ανίχνευση-μπλοκ-διάγραμμα

Ο δέκτης λαμβάνει τη διαμορφωμένη ASK κυματομορφή από το κανάλι, αλλά εδώ αυτή η διαμορφωμένη κυματομορφή πραγματοποιείται με σήμα θορύβου επειδή προωθείται από το κανάλι ελεύθερου χώρου. Έτσι, ο θόρυβος μπορεί να εξαλειφθεί μετά ο πολλαπλασιαστής στάδιο με τη βοήθεια ενός φίλτρο χαμηλής διέλευσης . Στη συνέχεια προωθείται από το δείγμα και διατηρεί το κύκλωμα για τη μετατροπή του σε διακριτή μορφή σήματος. Στη συνέχεια, σε κάθε διάστημα, η διακριτή τάση σήματος συγκρίνεται με την τάση αναφοράς (Vref) για την ανακατασκευή του αρχικού δυαδικού σήματος.

2). Μη συνεκτική ανίχνευση ASK

Σε αυτό, η μόνη διαφορά είναι το σήμα φορέα που χρησιμοποιεί στην πλευρά του πομπού και η πλευρά του δέκτη δεν βρίσκονται στην ίδια φάση μεταξύ τους. Για αυτόν τον λόγο, αυτή η ανίχνευση ονομάζεται μη συνεκτική ανίχνευση ASK (ασύγχρονη ανίχνευση ASK). Αυτή η διαδικασία αποδιαμόρφωσης μπορεί να ολοκληρωθεί χρησιμοποιώντας με συσκευή τετραγωνικού νόμου. Το σήμα εξόδου που παράγει από τη συσκευή τετραγωνικού νόμου μπορεί να προωθηθεί μέσω ενός φίλτρου χαμηλής διέλευσης για να ανακατασκευάσει το αρχικό δυαδικό σήμα.

μη συνεκτικό διάγραμμα-ερώτηση-ανίχνευση-μπλοκ-διάγραμμα

μη συνεκτικό διάγραμμα-ερώτηση-ανίχνευση-μπλοκ-διάγραμμα

Το πλήκτρο shift Amplitude είναι μια αποτελεσματική τεχνική για την αύξηση των χαρακτηριστικών εύρους εισόδου στις επικοινωνίες. Αλλά αυτές οι διαμορφωμένες ASK κυματομορφές επηρεάζονται εύκολα από το θόρυβο. Και αυτό οδηγεί σε παραλλαγές πλάτους. Λόγω αυτού, θα υπάρξουν διακυμάνσεις τάσης στις κυματομορφές εξόδου. Το δεύτερο μειονέκτημα της τεχνικής διαμόρφωσης ASK είναι ότι έχει χαμηλή απόδοση ισχύος. Επειδή το ASK απαιτεί το υπερβολικό εύρος ζώνης. Αυτό οδηγεί σε απώλεια ισχύος στο φάσμα της ASK.

Κάθε φορά που διαμορφώνουμε δύο δυαδικά σήματα εισόδου, δεν είναι προτιμότερη η διαμόρφωση πλήκτρων μετατόπισης πλάτους. Επειδή πρέπει να πάρει μόνο μία είσοδο μόνο. Έτσι, για να ξεπεραστεί αυτό το Quadrature Amplitude Shift Keying (ASK) προτιμάται. Σε αυτήν την τεχνική διαμόρφωσης, μπορούμε να διαμορφώσουμε δύο δυαδικά σήματα με δύο διαφορετικά σήματα φορέα. Εδώ, αυτά τα δύο σήματα φορέα βρίσκονται σε αντίθετη φάση με διαφορά 90 βαθμών. Τα σήματα Sin και συνημίτονα χρησιμοποιούνται ως φορείς σε πληκτρολόγηση μετατόπισης πλάτους τετραγώνου. Το πλεονέκτημα αυτού είναι ότι χρησιμοποιεί αποτελεσματικά το εύρος ζώνης του φάσματος. Προσφέρει περισσότερη απόδοση ισχύος από το πλήκτρο μετατόπισης πλάτους.

amplitude-shift- keying-matlab-simulink

amplitude-shift-keying-Matlab-Simulink

Το Amlitude shift keying Matlab Simulink μπορεί να σχεδιαστεί με το εργαλείο Matlab. Αφού αρχικοποιήσετε το εργαλείο, ακολουθώντας τα κατάλληλα βήματα μπορούμε να σχεδιάσουμε το κύκλωμα ASK στην περιοχή εργασίας. Δίνοντας τις κατάλληλες τιμές σήματος μπορούμε να πάρουμε τις διαμορφωμένες κυματομορφές εξόδου

Ζητήστε Εφαρμογές

Η διαμόρφωση έχει σημαντικό ρόλο στις επικοινωνίες. Και οι εφαρμογές πληκτρολόγησης μετατόπισης πλάτους αναφέρονται παρακάτω. Αυτοί είναι:

  • Χαμηλή συχνότητα RF εφαρμογές
  • Οικιακός αυτοματισμός συσκευές
  • Συσκευές βιομηχανικών δικτύων
  • Ασύρματοι σταθμοί βάσης
  • Συστήματα παρακολούθησης πίεσης ελαστικών

Ετσι, Ρωτήστε (πληκτρολόγηση μετατόπισης πλάτους) είναι μια τεχνική ψηφιακής διαμόρφωσης για την αύξηση των χαρακτηριστικών πλάτους του δυαδικού σήματος εισόδου. Αλλά τα μειονεκτήματά του το καθιστούν τόσο περιορισμένο. Και αυτά τα μειονεκτήματα μπορούν να ξεπεραστούν με την άλλη τεχνική διαμόρφωσης που είναι το FSK.