The tärkein ero analogisen ja digitaalisen modulaation välillä on, että analoginen moduloitu signaali voi ottaa minkä tahansa arvon (mahdollisella alueella). Sitä vastoin digitaalisesti moduloitu signaali voi ottaa vain yhden erillisistä arvoista.

Lyhyesti sanottuna analoginen ja digitaalinen modulaatio ovat kaksi tekniikkaa kantoaaltosignaalin muokkaamiseksi tiedon siirtämiseksi.

Analoginen modulaatio, digitaalinen modulaatio, modulaatio

Mikä on modulaatio

Oletetaan, että haluat lähettää musiikkisi niin, että ihmiset kilometrien päästä voivat kuulla sen. Voit yksinkertaisesti virittää äänenvoimakkuutta. Tämä ei kuitenkaan palvele tarkoitusta, koska ääni sammuu ilman matkaa kauas. Lisäksi ihmiset, jotka eivät halua kuulla musiikkiasi, eivät voi välttää kuuntelemista, kun lisäät äänenvoimakkuutta.

Ajattele sen sijaan, että ”muunnat” ääniaaltoasi sähkömagneettiseksi aaltoksi ja lähetät musiikkisi tällä tavalla. Nyt, ilman esteitä muille, vain ihmiset, jotka haluavat kuunnella musiikkia, voivat käyttää muunninta muuntaakseen sähkömagneettiset aallot takaisin ääneksi ja kuuntelemaan. Ongelma kuitenkin ilmenee, kun myös muut ihmiset alkavat lähettää musiikkiaan. Niiden sähkömagneettiset aallot häiritsevät sinun; sitten kuuntelijasi päätyvät sekoittamaan ääniä.

Joten miten radioasemat tekevät sen? Heillä jokaisella on taajuus, ja he lähettävät signaalinsa käyttämällä tätä taajuutta. Henkilön, joka haluaa kuunnella tietyllä taajuudella lähetettyä musiikkikappaletta, tulisi sitten virittää taajuus käyttämällä omaa radiota. Mutta nyt on toinen ongelma. Ihminen voi kuulla ääniä useilla taajuuksilla. Kuinka radioasemat voivat lähettää kaikki nämä eri taajuudet käyttämällä vain yhtä taajuutta? Vastaus on modulaatio.

Faktoja modulaatiosta

Kutsumme aaltoa, jolla on tietyn radioaseman taajuus kantoaaltosignaali. Tämä on yksinkertaisesti siniaalto, jossa ei ole mielenkiintoista tietoa. The informaatiosignaali on signaali, joka sisältää tietoja, jotka haluamme siirtää (esimerkiksi se voi olla musiikkia radioaseman tapauksessa). Radioasema muuttaa kantoaaltosignaalinsa ominaisuuksia informaatiosignaalin mukaan, ja tätä prosessia kutsutaan modulaatioksi. Kun radioasema lähettää moduloidun signaalin, kuuntelijoiden radiot on lähetettävä demoduloida että signaali poimia vastaanotetun signaalin äänitiedot.

Mikä on analoginen modulaatio

Analogisessa modulaatiossa kantoaaltosignaali moduloidaan suhteessa informaatiosignaaliin niin, että se voi ottaa minkä tahansa arvon (eli se on analoginen signaali). Analogista modulaatiota on kolme päätyyppiä:

Amplitudimodulaatio (AM): Tässä kantoaallon amplitudia muutetaan informaatiosignaalin mukaan:

Amplitudimodulaatio

Kuten näette, aina kun informaatiosignaalin amplitudi muuttuu, myös moduloidun signaalin amplitudi muuttuu sen mukana.

Taajuusmodulaatio (FM): Tässä kantoaallon taajuutta muutetaan informaatiosignaalin mukaan.

Taajuusmodulaatio

Huomaa, että radiossa yhden aseman signaalin pitäminen erillään toisen aseman signaalista on rajoitettu taajuuden määrälle, jota radioasema voi muuttaa.

Vaihemodulaatio (PM): Tässä kantoaallon vaihetta muutetaan informaatiosignaalin mukaan:

Vaihemodulaatio

Mikä on digitaalinen modulaatio

Digitaalisessa modulaatiossa informaatiosignaali on digitaalinen; eli se on signaali, joka voi ottaa vain tiettyjä arvoja. Digitaaliset signaalit käyttävät binäärikoodeja; sarja 0 ja 1. Mitä suurempi on 0: n ja 1: n määrä signaalin esittämiseen tietyllä aikavälillä, sitä enemmän arvoja signaali voi ottaa. Esimerkiksi radioasemaa koskevassa esimerkissämme alkuperäinen äänisignaali olisi ”pilkottava” useiksi lyhyiksi aikaväleiksi. Kullekin aikavälille on valittava likimääräinen "sallittu" arvo signaalille. Pienentämällä signaali mahdollisimman lyhyiksi aikaväleiksi ja käyttämällä monia "sallittuja arvoja" edustamaan tietoja, ääni voidaan näyttää luonnolliselta.

Digitaalisen modulaation tyypit

Saatavilla on useita digitaalisen modulaation tyyppejä. Ne ovat amplitudinsiirtonäppäintä, on-off-näppäintä, taajuussiirtonäppäintä, vaihesiirtonäppäintä, kvadratuurin amplitudimodulaatiota jne.

Sisään amplitudimuutoksen näppäily, signaalin amplitudi moduloidaan edustamaan informaatiota. Yksinkertaisin modulaatiotyyppi on päälle / pois-näppäinmodulaatio, jossa kantoaaltosignaali kytketään päälle edustamaan 1 ja pois päältä edustamaan 0: ta.

Toisin kuin analoginen modulaatio, digitaalisessa modulaatiossa kantoaaltoa muutetaan tietyin aikavälein. Koska digitaalinen modulaatio voi lähettää vain määritettyjä arvoja, tiedot eivät ole teknisesti yhtä täydellisiä kuin alkuperäinen versio (ihmiset usein viittaavat siihen, että ne ovat "alhainen uskollisuus" alkuperäiseen signaaliin). Kohinan eristäminen digitaalisista signaaleista on kuitenkin helpompaa. Multipleksointi (useiden eri signaalien lähettäminen samaa tietovälinettä käyttäen) on myös helpompaa, kun modulaatio on digitaalinen.

Analogisen ja digitaalisen modulaation välinen ero

Sallitut arvot

Analoginen moduloitu signaali voi ottaa minkä tahansa arvon alueen sisällä, kun taas digitaalisesti moduloitu signaali voi ottaa vain yhden diskreettien arvojen joukosta.

Vaihtelu ajan kanssa

Analoginen modulaatio voi tuottaa signaalin, joka kuljettaa jatkuvasti muuttuvaa tietoa. Mutta digitaalinen modulaatio tuottaa signaalin, jonka arvo muuttuu tietyin aikavälein.

Melun erottaminen

Signaalin erottaminen kohinasta on vaikeaa analogisessa modulaatiossa, kun taas digitaalisessa modulaatiossa signaali on helppo erottaa kohinasta.

Johtopäätös

Suurin ero analogisen ja digitaalisen modulaation välillä on se, että analogisesti moduloitu signaali voi ottaa minkä tahansa arvon (mahdollisella alueella). Sitä vastoin digitaalisesti moduloitu signaali voi ottaa vain yhden erillisistä arvoista.

Kuva kohteliaasti

1. "Illustration of Amplitude Modulation", Ivan Akira (oma työ) [CC BY-SA 3.0], Wikimedia Commonsin kautta

2. "Illustration of Frequency Modulation", Ivan Akira (oma teos) [CC BY-SA 3.0], Wikimedia Commonsin kautta

3. "Illustration of Phase Modulation", Ivan Akira (oma työ) [CC BY-SA 3.0], Wikimedia Commonsin kautta