Digit álne modulácie

1. Digitálne modulácie prenos v preloženom pásme

2. Prenos v preloženom pásme • Najčastejší dôvod použitia modulácií • posun signálu do frekvenčného pásma vhodného pre prenos • frekvenčný multiplex (terestriálne vysielanie – rádio, TV) • prenos dát telefónnym prenosovým kanálom (300-3400Hz) • Modulácie • analógové – modulačný signál analógový • digitálne – modulačný signál digitálny (unipolárny, polárny) • nosný signál (carrier) – vždy analógový, najčastejšie harmonický:

3. Prenos v preloženom pásme • Digitálne modulácie • Amplitúdová (ASK – Amplitude Shift Keying) • Frekvenčná (FSK – Frequency Shift Keying) • Fázová (PSK – Phase Shift Keying) PSK ASK FSK

4. Amplitúdová modulácia Amplitúdová: špeciálny prípad ASK (OOK – on off keying)

5. Amplitúdová modulácia Amplitúdová modulácia - ASK FN=5kHz

6. Amplitúdová modulácia • 1. spôsob demodulácie: • synchrónna (koherentná) demodulácia (vyžaduje sa synchronizácia s nosnou)

7. Amplitúdová modulácia • 2. spôsob demodulácie: • obálková (nekoherentná) demodulácia • signál sa dvojcestne usmerní a vyhladí • Vlastnosti ASK • jednoduchá realizácia modulátora aj demodulátora • nízka odolnosť voči rušeniu (aditívny šum) – je citlivá na zmeny zmeny amplitúdových pomerov počas prenosu • potrebný vysoký prenášaný výkon • modifikácie smerujúca k zúženiu potrebného pren. pásma – potlačenie nosnej, jedno postranné pásmo (SSB)

8. Frekvenčná modulácia Frekvenčná:

9. Frekvenčná modulácia - FSK F1=4kHz F0=8kHz

10. Frekvenčná modulácia 1. spôsob realizácie problém – zmena fázy nie je plynulá, čo ma za následok širšie fr. spektrum

11. Frekvenčná modulácia 2. spôsob realizácie - CP FSK (Continous Phase ...) Demodulácia

12. Frekvenčná modulácia • Minimum Shift Keying – MSK • výrazné potlačenie bočných zložiek frekvenčného spektra signálu FSK • odstraňujú sa nespojitosti v časovom priebehu modulovaného sig. • k zmenám nosných frekvencií f1 a f2 (a teda aj k zmenám bitov) dochádza v okamžiku, kedy nosný signál prechádza nulou • podmienka: bitová perióda modulačného signálu Tb musí byť rovná celistvému násobku polovíc periód T1 a T2 (periódy nosných frekvencií), • a platí: • Hodnoty F1 a F2 sú v tomto prípade odvodené od modulačnej rýchlosti.

13. Frekvenčná modulácia MSK: F1=60kHz, F2=80kHz FSK: F1=70kHz, F2=90kHz Vp=40kbps

14. Frekvenčná modulácia • Vlastnosti FSK: • modulácia s konštantnou amplitúdou, necitlivá na zmeny amplitúdy • nižšia efektivita využitia prenosového pásma ako u ASK, resp. PSK • vyššie uvedené neplatí pre MSK • existuje ešte tzv. úzkopásmová FM (index modulácie ΔF/f < 1) • ΔF=F2-F1/2 – frekvenčný zdvih (max. rozladenie nosnej frekvencie) • f – frekv. modulačného sig. (f0=1/2vm) • vyššia chybovosť ako u PSK

15. Fázová modulácia

16. 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 Fázová modulácia

17. Fázová modulácia V spektre je pomerne dobre potlačená nosná

18. Fázová modulácia Diferenčná fázová modulácia

19. Fázová modulácia Diferenčná fázová modulácia (možná realizácia)

20. Viacstavové modulácie Koncepcia signálového priestoru nad bázovými funkciami cos a sin

21. Viacstavové modulácie 4-PSK

22. Viacstavové modulácie Grayov kód a 8PSK zmena 3 bitov

23. QAM – kvadratúrna amplitúdová modulácia • využíva 2 nosné signály fázovo posunuté o pi/2 (sin a cos) • prenos v tom istom pásme, 2x vyššia efektivita využitia pren. pásma

24. QAM 4-QAM – realizácia (QPSK) polárny signál 1 0 1

25. 16-QAM

27. Ďakujem za pozornosť