Το κλειδί μετατόπισης συχνότητας είναι το πιο σημαντικό ψηφιακή διαμόρφωση τεχνική και είναι επίσης γνωστή ως FSK. Ένα σήμα έχει το πλάτος, τη συχνότητα και τη φάση ως ιδιότητες. Κάθε σήμα έχει αυτές τις τρεις ιδιότητες. Για να αυξήσουμε οποιαδήποτε από τις ιδιότητες σήματος μπορούμε να ακολουθήσουμε τη διαδικασία διαμόρφωσης. Επειδή υπάρχουν διάφορα πλεονεκτήματα του τεχνική διαμόρφωσης . Σε αυτά μερικά από τα πλεονεκτήματα είναι - η κεραία μειωμένο μέγεθος, αποφυγή πολυπλεξίας σημάτων, μείωση του SNR, δυνατότητα επικοινωνίας μεγάλης εμβέλειας κ.λπ. Αυτά είναι τα σημαντικά πλεονεκτήματα της διαδικασίας διαμόρφωσης. Εάν διαμορφώσουμε το πλάτος του δυαδικού σήματος εισόδου σύμφωνα με το σήμα φορέα, δηλαδή ονομάζεται πλήκτρο μετατόπισης πλάτους. Εδώ, σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τι είναι η διαμόρφωση συχνότητας και η διαμόρφωση FSK, η διαδικασία αποδιαμόρφωσης μαζί με τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους.
Τι είναι το Keying Shift Keying;
Ορίζεται ως η αλλαγή ή βελτίωση των χαρακτηριστικών συχνότητας ενός δυαδικού σήματος εισόδου σύμφωνα με το σήμα φορέα. Η διακύμανση πλάτους είναι ένα από τα σημαντικότερα μειονεκτήματα στο ASK. Λόγω αυτού, η τεχνική διαμόρφωσης ζήτησης χρησιμοποιείται μόνο σε μερικές εφαρμογές. Και η απόδοση ισχύος του φάσματος είναι επίσης χαμηλή. Οδηγεί σε σπατάλη ισχύος. Επομένως, για να ξεπεραστούν αυτά τα μειονεκτήματα προτιμάται η συχνότητα Shift Keying. Το FSK είναι επίσης γνωστό ως Binary Πληκτρολόγηση μετατόπισης συχνότητας (BFSK). Η παρακάτω θεωρία κλειδώματος συχνότητας περιγράφει τι συμβαίνει διαμόρφωση πλήκτρων μετατόπισης συχνότητας .
Θεωρία Πληκτρολόγησης Μετατόπισης Συχνότητας
Αυτή η θεωρία κλειδώματος συχνότητας δείχνει πώς τα χαρακτηριστικά συχνότητας ενός δυαδικού σήματος άλλαξαν σύμφωνα με το σήμα φορέα. Στο FSK, οι δυαδικές πληροφορίες μπορούν να μεταδοθούν μέσω σήματος φορέα μαζί με αλλαγές συχνότητας. Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει το διάγραμμα μπλοκ κλειδώματος συχνότητας .
FSK-block-διάγραμμα
Στο FSK, χρησιμοποιούνται δύο σήματα φορέα για την παραγωγή κυματομορφών διαμορφωμένων με FSK. Ο λόγος πίσω από αυτό, τα διαμορφωμένα σήματα FSK παρουσιάζονται σε δύο διαφορετικές συχνότητες. Οι συχνότητες ονομάζονται «συχνότητα σήματος» και «συχνότητα διαστήματος». Η συχνότητα σήμανσης αντιπροσωπεύει τη λογική 1 και η συχνότητα διαστήματος αντιπροσωπεύει τη λογική 0. Υπάρχει μόνο μία διαφορά μεταξύ αυτών των δύο σημάτων φορέα, δηλαδή η είσοδος φορέα 1 έχει μεγαλύτερη συχνότητα από την είσοδο φορέα 2.
Είσοδος φορέα 1 = Ac Cos (2ωc + θ) t
Είσοδος φορέα 2 = Ac Cos (2ωc-θ) t
Οι διακόπτες του πολυπλέκτη 2: 1 έχουν τον σημαντικό ρόλο να παράγουν την έξοδο FSK. Εδώ ο διακόπτης συνδέεται με την είσοδο φορέα 1 για όλες τις λογικές 1 της δυαδικής ακολουθίας εισόδου. Και οι διακόπτες είναι συνδεδεμένοι στην είσοδο φορέα 2 για όλες τις λογικές 0 της δυαδικής ακολουθίας εισόδου. Έτσι, οι προκύπτουσες διαμορφωμένες κυματομορφές FSK έχουν συχνότητες σήματος και διαστημικές συχνότητες.
FSK-διαμόρφωση-έξοδος-κυματομορφές
Τώρα θα δούμε πώς το διαμορφωμένο κύμα FSK μπορεί να αποδιαμορφωθεί στην πλευρά του δέκτη. Αποδιαμόρφωση ορίζεται ως ανακατασκευή του αρχικού σήματος από το διαμορφωμένο σήμα. Αυτή η αποδιαμόρφωση μπορεί να είναι δυνατή με δύο τρόπους. Αυτοί είναι
- Συνεκτική ανίχνευση FSK
- Μη συνεκτική ανίχνευση FSK
Η μόνη διαφορά μεταξύ του συνεκτικού και του μη συνεκτικού τρόπου ανίχνευσης είναι η φάση του σήματος φορέα. Εάν το σήμα φορέα που χρησιμοποιούμε στην πλευρά του πομπού και στην πλευρά του δέκτη βρίσκονται στην ίδια φάση ενώ η διαδικασία αποδιαμόρφωσης, δηλαδή ονομάζεται συνεκτικός τρόπος ανίχνευσης και είναι επίσης γνωστός ως σύγχρονη ανίχνευση. Εάν τα σήματα φορέα που χρησιμοποιούμε στην πλευρά του πομπού και του δέκτη δεν βρίσκονται στην ίδια φάση, τότε μια τέτοια διαδικασία διαμόρφωσης γνωστή ως μη συνεκτική ανίχνευση. Ένα άλλο όνομα για αυτήν την ανίχνευση είναι η ασύγχρονη ανίχνευση.
Συνεκτική ανίχνευση FSK
Σε αυτήν τη σύγχρονη ανίχνευση FSK, το διαμορφωμένο κύμα επηρεάστηκε από τον θόρυβο ενώ έφτασε στον δέκτη. Έτσι, αυτός ο θόρυβος μπορεί να εξαλειφθεί από τη χρήση του φίλτρο ζώνης (BPF). Εδώ στο στάδιο του πολλαπλασιαστή, το θορυβώδες διαμορφωμένο σήμα FSK πολλαπλασιάζεται με το σήμα φορέα από το τοπικό ταλαντωτής συσκευή. Στη συνέχεια, το προκύπτον σήμα περνά από το BPF. Εδώ αυτό το φίλτρο ζώνης διέλευσης έχει αντιστοιχιστεί για να διακόψει τη συχνότητα που είναι ίση με τη συχνότητα δυαδικού σήματος εισόδου. Έτσι, οι ίδιες συχνότητες μπορούν να επιτραπούν στη συσκευή λήψης αποφάσεων. Εδώ αυτή η συσκευή απόφασης δίνει 0 και 1 για συχνότητες διαστήματος και σήματος των διαμορφωμένων FSK κυματομορφών.
συνεκτική ανίχνευση FSK
Μη συνεκτική ανίχνευση FSK
Το διαμορφωμένο σήμα FSK προωθείται από το φίλτρο διέλευσης ζώνης 1 και 2 με τις συχνότητες αποκοπής ισούται με το διάστημα και τις συχνότητες σήμανσης. Έτσι, τα ανεπιθύμητα στοιχεία σήματος μπορούν να εξαλειφθούν από το BPF. Και τα τροποποιημένα σήματα FSK εφαρμόζονται ως είσοδος στους δύο ανιχνευτές περιβλήματος. Αυτός ο ανιχνευτής φακέλου είναι ένα κύκλωμα που έχει μια δίοδο (ΡΕ). Με βάση την είσοδο στον ανιχνευτή φακέλου παρέχει το σήμα εξόδου. Αυτός ο ανιχνευτής φακέλου χρησιμοποιείται στη διαδικασία αποδιαμόρφωσης πλάτους. Με βάση την είσοδό του παράγει το σήμα και στη συνέχεια προωθείται στη συσκευή κατωφλίου. Αυτή η συσκευή κατωφλίου δίνει τη λογική 1 και 0 για τις διαφορετικές συχνότητες. Αυτό θα ήταν ίσο με την αρχική δυαδική ακολουθία εισόδου. Έτσι, η δημιουργία και η ανίχνευση FSK μπορούν να γίνουν με αυτόν τον τρόπο. Αυτή η διαδικασία μπορεί να είναι γνωστή για το διαμόρφωση συχνότητας και αποδιαμόρφωσης πειραματιστείτε επίσης. Σε αυτό το πείραμα FSK, το FSK μπορεί να δημιουργηθεί από το χρονόμετρο IC 555 και η ανίχνευση μπορεί να είναι δυνατή από το 565IC που είναι γνωστό ως βρόχος κλειδώματος φάσης (PLL) .
μη συνεκτική ανίχνευση FSK
Είναι μερικοί πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα αλλαγής συχνότητας παρατίθενται παρακάτω.
Πλεονεκτήματα
- Απλή διαδικασία για την κατασκευή του κυκλώματος
- Μηδενικές παραλλαγές πλάτους
- Υποστηρίζει υψηλό ρυθμό δεδομένων.
- Χαμηλή πιθανότητα σφάλματος.
- Υψηλό SNR (λόγος σήματος προς θόρυβο).
- Περισσότερη θωράκιση από το ASK
- Η λήψη χωρίς σφάλματα μπορεί να γίνει με το FSK
- Χρήσιμο σε ραδιοφωνικές μεταδόσεις υψηλής συχνότητας
- Προτιμάται σε επικοινωνίες υψηλής συχνότητας
- Ψηφιακές εφαρμογές χαμηλής ταχύτητας
Μειονεκτήματα
- Απαιτεί περισσότερο εύρος ζώνης από το ASK και το PSK (phase shift keying)
- Λόγω της απαίτησης μεγάλου εύρους ζώνης, αυτό το FSK έχει περιορισμούς στη χρήση μόνο σε μόντεμ χαμηλής ταχύτητας με ρυθμό bit 1200bits / sec.
- Ο ρυθμός σφάλματος bit είναι μικρότερος στο κανάλι AEGN από το πληκτρολόγιο shift phase.
Έτσι, το πληκτρολόγηση μετατόπισης συχνότητας είναι μια από τις λεπτές τεχνικές ψηφιακής διαμόρφωσης για την αύξηση των χαρακτηριστικών συχνότητας του δυαδικού σήματος εισόδου. Με την τεχνική διαμόρφωσης FSK μπορούμε να επιτύχουμε επικοινωνία χωρίς σφάλματα σε μερικές ψηφιακές εφαρμογές. Αλλά αυτό το FSK έχει πεπερασμένο ρυθμό δεδομένων και καταναλώνει περισσότερο εύρος ζώνης μπορεί να ξεπεραστεί από το QAM, το οποίο είναι γνωστό ως διαμόρφωση πλάτους τετραγώνου. Είναι ο συνδυασμός διαμόρφωσης πλάτους και διαμόρφωσης φάσης.
