Διαμόρφωση κατά πλάτος (Amplitude Modulation – AM)

Διαμόρφωση κατά πλάτος (Amplitude Modulation – AM)
Ονομάζεται η διαμόρφωση όπου το σήμα πληροφορίας διαμορφώνει το πλάτος του φέροντος. Π.χ.: Σήμα πληροφορίας d(t), όπως η φωνή μας και σήμα φορέας, σήμα με κατάλληλη συχνότητα (μακρά, μεσαία, βραχέα) ώστε να μεταδοθεί στο περιβάλλον και οι ραδιοφωνικοί σταθμοί να το λαμβάνουν.

Συντελεστής διαμόρφωσης μ Ορίζεται: όπου Amax , Amin το μέγιστο και το ελάχιστο πλάτος του διαμορφωμένου σήματος. Είναι καθαρός αριθμός και εκφράζεται με ποσοστό σε %. Στη ραδιοφωνία ο συντελεστής μ είναι μικρότερος του 1.

Πεδίο συχνοτήτων Αποτελείται από την κεντρική συχνότητα (fc) και τις συχνότητες του σήματος πληροφορίας μετατοπισμένες σε δύο πλευρικές περιοχές συχνοτήτων γύρω από τον κεντρική συχνότητα fc (fc-fm & fc+fm). Οι περιοχές αυτές ονομάζονται πάνω πλευρική ζώνη (Upper Side Band – USB) και κάτω πλευρική ζώνη (Lower Side Band – LSB)

Πεδίο συχνοτήτων Εύρος Ζώνης BWf του σήματος ΑΜ ισούται με το διπλάσιο της μέγιστης συχνότητας fm του σήματος πληροφορίας (φωνή) και δίνεται από τον τύπο:

Άσκηση: Υπολογίστε το εύρος ζώνης ενός ΑΜ σήματος, όταν το σήμα πληροφορίας έχει συχνότητα 8 kHz. Σχεδιάστε το φασματικό περιεχόμενο του σήματος αυτού.

Διαμόρφωση κατά συχνότητα (Frequency Modulation – FM)
Ονομάζεται η διαμόρφωση όπου το σήμα πληροφορίας διαμορφώνει/μεταβάλλει τη συχνότητα του φέροντος. Π.χ.: Σήμα πληροφορίας d(t), όπως η φωνή μας μεταβάλλει (ή διαμορφώνει) τη συχνότητα του φέροντος σήματος C(t). Δηλαδή η γωνιακή συχνότητα ω του φέροντος μεταβάλλεται γραμμικά με το πλάτος του σήματος πληροφορίας γύρω από μια μέση τιμή.

Συντελεστής διαμόρφωσης β Ορίζεται: όπου Δfs είναι η απόκλιση συχνότητας (frequency deviation) του σήματος FM ή η μέγιστη μεταβολή της συχνότητας του φέροντος λόγω της διαμόρφωσης και fm η μέγιστη συχνότητα του σήματος πληροφορίας. Γνωρίζουμε ότι:

Εύρος ζώνης συχνοτήτων (Bandwith) BWf του σήματος FM, ορίζεται η περιοχή συχνοτήτων στην οποία συγκεντρώνεται το 95% της ολικής ενέργειας του σήματος και υπολογίζεται πρακτικά από τη σχέση:

Πλεονεκτεί έναντι της AM διαμόρφωσης: 1ον : παρουσιάζει καλύτερη ανοχή στο θόρυβο. 2ον : μεγαλύτερη πιστότητα Μειονέκτημα της: ο μικρός αριθμός καναλιών για την ίδια περιοχή συχνοτήτων, που αντιμετωπίζεται από την μικρή εμβέλεια τω ραδιοφωνικών σηματων.

Άσκηση: 1η: Υπολογίστε το εύρος ζώνης ενός FM σήματος όταν το σήμα πληροφορίας έχει συχνότητα 8 kHz. Σχεδιάστε το φασματικό περιεχόμενο του σήματος αυτού. 2η: Έστω ένα σήμα πληροφορίας συχνότητας 4 kHz. Το σήμα διαμορφώνεται αρχικά κατά πλάτος και το ίδιο σήμα διαμορφώνεται στη συνέχεια κατά συχνότητα. Υπολογίστε όλα τα βασικά μεγέθη τόσο του προκύπτοντος ΑΜ σήματος, όσο και του αντίστοιχου FM σήματος. Ποια τα πλεονεκτήματα και ποια τα μειονεκτήματα των δύο μεθόδων διαμόρφωσης;

Βασικές Τεχνικές Αναλογικής Μετάδοσης Ψηφιακών Σημάτων
Επειδή το ψηφιακό σήμα χρησιμοποιεί μεγαλύτερο εύρος ζώνης από το αναλογικό γι’ αυτό χρησιμοποιούμε για τη μετάδοσή τους ειδικές τεχνικές διαμόρφωσης που στηρίζονται όμως στις διαμορφώσεις AM και FM. Ταχύτητα διαμόρφωσης (baud rate) ενός αναλογικού σήματος – φέροντος από ένα ψηφιακό σήμα πληροφορίας, ονομάζουμε το ρυθμό μεταβολής του αναλογικού σήματος μετά τη διαμόρφωση και συμβολίζει τον αριθμό των μεταβολών του αναλογικού σήματος ανά δευτερόλεπτο.

1η: Ψηφιακή Διαμόρφωση Πλάτους (Amplitude Shift Keying – ASK) Η δουλειά του δέκτη στην περίπτωση των ψηφιακών σημάτων είναι πιο απλή, μιας και το μόνο που κάνει είναι να παρακολουθεί χονδρικά το πλάτος του λαμβανόμενου ASK σήματος και να κρίνει αν λαμβάνει τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή «0» ή «1». Επειδή ο θόρυβος επηρεάζει το πλάτος, έτσι και τα σήματα ASK είναι επιρρεπή στο θόρυβο και ιδιαίτερα στις υψηλές ταχύτητες μετάδοσης.

2η: Ψηφιακή Διαμόρφωση Συχνότητας (Frequency Shift Keying – FSK) Στην απλούστερη περίπτωση θεωρούμε μια συχνότητα για την λογική τιμή «1» και άλλη συχνότητα για την λογική τιμή «0».

Μια σημαντική παρατήρηση για τις δύο παραπάνω διαμορφώσεις είναι ότι καταλαμβάνουν αρκετά μεγάλο εύρος ζώνης, κάτι που είναι δυσεύρετο στις σύγχρονες επικοινωνίες, γι’ αυτό χρησιμοποιούμε νεώτερες τεχνικές διαμόρφωσεις.

Πολυπλεξία Τι παρατηρείτε στην διπλανή εικόνα; Πόσες ζεύξεις (συνδέσεις ) πρέπει έχουμε για να επικοινωνούν οι διπλανοί συνδρο-μητές; Πως λύθηκε το πρόβλημα της απαίτησης ξεχωριστών καναλιών επικοινωνίας για κάθε ζεύξη;

Πολυπλεξία Πολυπλεξία (multiplexing) ονομάζεται η τεχνική εκείνη που συνθέτει δεδομένα από διαφορετικούς χρήστες, προκειμένου να περάσουν όλα από το ίδιο φυσικό κανάλι μετάδοσης. Πλεονέκτημά της: η εξοικονόμηση τηλεπικοινωνιακών πόρων. Είδη: (α) Πολυπλεξία Χρόνου TDM και (β) Πολυπλεξία Συχνότητας FDM

Πολυπλεξία Χρόνου (Time division multiplexing – TDM)
Πότε είναι αυτή δυνατή; Όταν η ταχύτητα μετάδοσης του καναλιού επικοινωνίας είναι ίση ή μεγαλύτερη από το άθροισμα των ταχυτήτων μετάδοσης των σημάτων πληροφορίας.

Ποια είναι τα βασικά μειονεκτήματα αυτής της μεθόδου; Ο χρόνος διάθεσης του καναλιού μετάδοσης από κάθε χρήστη, είναι ίσος για όλους, ανεξάρτητα αν έχει πληροφορίες ή όχι να μεταδώσει. Η σειρά με την οποία εκπέμπουν οι χρήστες είναι προκαθορισμένη και δεν αλλάζει. Ο όγκος δεδομένων που έχει να μεταδώσει ο κάθε χρήστης.

Ποια είναι τα βασικά πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου; Υπάρχει η δυνατότητα πολυπλεξίας δεδομένων που έρχονται από διαφο- ρετικά τερματικά με διαφορετικούς κανόνες κωδικοποίησης και παρουσία- σης (πρωτόκολλο). Ελάχιστη χρονική καθυστέρηση στη μετάδοση δεδομένων, μ’ αποτέλεσμα να χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές ευαίσθητες σε καθυστερήσεις. Απλότητα στην υλοποίηση και στην κατασκευή με αποτέλεσμα μικρό κόστος.

Πολυπλεξία Συχνότητας (Frequency division multiplexing – FDM)
Που στηρίζεται αυτή η μέθοδος; Βασίζεται στη χρήση φερόντων σημάτων με διαφορετικές συχνότητες. Αυτές οι συχνότητες θα πρέπει να διαφέρουν τόσο όσο να μην επικαλύπτονται οι συχνότητες των γειτονικών σημάτων. Η περιοχή αυτή θα πρέπει επίσης να χωριστεί σε δύο επιμέρους περιοχές. Μια περιοχή για τα σήματα που λαμβάνει ο χρήστης και μια περιοχή για τα σήματα που στέλνει ο χρήστης.

Πολυπλεξία Συχνότητας (Frequency division multiplexing – FDM)
Ποιο το βασικό μειονέκτημα αυτής της μεθόδου; Είναι η μη βέλτιστη εκμετάλλευση του διαθέσιμου φάσματος του καναλιού μετάδοσης. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να πετυχαίνονται χαμηλοί ρυθμοί μετάδοσης και αρκετά ευαίσθητοι στο θόρυβο. Ο υψηλότερος ρυθμός μετάδοσης που πετυχαίνουμε είναι 2400 bps

Συστήματα πολλαπλής πρόσβασης
Σύστημα απλής πρόσβασης σε δορυφόρο με δύο αναμεταδότες. Σύστημα πολλαπλής πρόσβασης σε δορυφόρο.

Το σύστημα πολλαπλής πρόσβασης παρουσιάζει δύο βασικά προβλήματα: Η πολλαπλή πρόσβαση στον επίγειο σταθμό από τους χρήστες Αντιμετωπίζεται με τις τεχνικές TDM και FDM. Η πολλαπλή πρόσβαση στο δορυφόρο από όλους τους επίγειους σταθμούς. Αντιμετωπίζεται με τις τεχνικές πολλαπλής πρόσβασης, που είναι ένα είδος πολυπλεξίας φερόντων σημάτων στο δορυφορικό κανάλι επικοινωνίας. Αυτές είναι: Πολλαπλή πρόσβασης με διαίρεση συχνότητας – FDMA Πολλαπλή πρόσβασης με διαίρεση χρόνου – TDMA Πολλαπλή πρόσβασης με διαίρεση κώδικα – CDMA

Πολλαπλή Πρόσβαση με Διαίρεση Συχνότητας – FDMA Το βασικό της πρόβλημα είναι η εκχώρηση συχνοτήτων στους χρήστες. Υπάρχουν δύο είδη εκχωρήσεων: (α) η στατική και (β) η δυναμική. Η στατική εκχώρηση δίνει τη δυνατότητα σ’ ένα χρήστη να χρησιμοποιεί αποκλειστικά το κάθε κανάλι επικοινωνίας. Χρησιμοποιείται από χρήστες με υψηλή τηλεπικοινωνιακή δραστηριότητα.

Η δυναμική εκχώρηση δίνει τη δυνατότητα σ’ όλους τους χρήστες να χρησιμοποιούν περιστασιακά το κανάλι επικοινωνίας. Μπορούν να εξυπηρετούν πολλούς χρήστες και να κάνουν καλύτερη διάθεση του εύρους ζώνης του δορυφορικού συστήματος, ωστόσο αυτό κάνει τα κυκλώματα των επίγειων σταθμών πιο πολύπλοκα, αφού θα πρέπει να λειτουργούν σ’ όλα τα κανάλια επικοινωνίας. Ένα βασικό μειονέκτημα αυτού του συστήματος είναι η αναγκαιότητα επαρκούς διαχωρισμού των συχνοτήτων των υπαρχόντων καναλιών για να αποφεύγονται οι παρεμβολες.

Πολλαπλή Πρόσβαση με Διαίρεση Χρόνου – TDMA Βασική απαίτηση αυτής της μεθόδου είναι οι επίγειοι σταθμοί να είναι πλήρως συγχρονισμένοι μεταξύ τους. Στο κάθε επίγειο σταθμό εκχωρείται ένα χρονικό παράθυρο (time slot) στο εκπέμπει, ενώ το σύνολο αυτών των παραθύρων σχηματίζει ένα TDMA πλαίσιο (frame) της τάξης μερικών msec.

Τα πλεονεκτήματά του έναντι της FDMA είναι: Ότι ο τηλεπικοινωνιακός εξοπλισμός λειτουργεί στην ίδια συχνότητα, που σημαίνει απλότητα στις διαδικασίες και ευκολία κατασκευής. Αποφεύγονται φαινόμενα παρεμβολών και διαφωνίας, αφού χρησιμοποιείται κάθε χρονική μόνο ένα φέρον σήμα. Χρησιμοποιεί ψηφιακές τεχνικές κωδικοποίησης και αποθήκευσης. Το μειονέκτημά τους είναι: Οι αυξημένες απαιτήσεις για συγχρονισμό και Η αυξημένη πολυπλοκότητα.

Πολλαπλή Πρόσβαση με Διαίρεση Κώδικα – CDMA Σ’ αυτή την τεχνική όλοι οι επίγειοι σταθμοί λειτουργούν στην ίδια περιοχή συχνοτήτων, καταλαμβάνοντας συνεχώς χρονικά όλο το διαθέσιμο εύρος ζώνης συχνοτήτων. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την μη απαίτηση χρονικού και φασματικού διαχωρισμού των σημάτων.

Τα πλεονεκτήματά του έναντι της CDMA είναι: Εκμεταλλεύεται καλύτερα το διαθέσιμο φάσμα. Δεν απαιτεί χρονικό συντονισμό των χρηστών. Παρουσιάζει αντοχή στις παρεμβολές. Δεν ανιχνεύονται εύκολα.

Διαμόρφωση κατά πλάτος (Amplitude Modulation – AM)

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Παρουσίαση με θέμα: "Διαμόρφωση κατά πλάτος (Amplitude Modulation – AM)"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Σχετικά με το έργο

Σχόλια

Είσοδος

Σύνδεση μέσω των κοινωνικών δικτύων:

Διαμόρφωση κατά πλάτος (Amplitude Modulation – AM)

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Παρουσίαση με θέμα: "Διαμόρφωση κατά πλάτος (Amplitude Modulation – AM)"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Σχετικά με το έργο

Σχόλια