5 / 5. 1

فهرست مطالب

فهرست مطالب

مدولاسیون سیگنال آنالوگ(AM/FM)

1- مدولاسیون سیگنال آنالوگ

مدولاسیون سیگنال آنالوگ ، به فرآیند حمل سیگنال داده آنالوگ از طریق امواج رادویی گفته می شود.

رایج ترین انواع مدولاسیون آنالوگ عبارتند از مدولاسیون FM و مدولاسیون AM.

مثلا در شکل 1، شما یک سیگنال داده دارید. این سیگنال میتونه صدای شما باشد که از طریق تلفن قرار است انتقال یابد یا یک فایل موسیقی که قرار است از هدست بلوتوثی شما پخش شود.

مدولاسیون سیگنال آنالوگ - سیگنال داده
شکل 1- سیگنال داده آنالوگ

در شکل 2 نیز یک موج رادیویی دارید که قرار است، سیگنال داده را به مقصد برسانید که به این موج Carrier Wave یا موج حمل کننده گفته می شود.

مدولاسیون سیگنال آنالوگ - موج حمل کننده
شکل 2- موج حمل کننده

همین طور که میدانید، فرکانس این دو موج در شکل 1 و 2 باهم متفاوت است.

پس ما چطور می توانیم، سیگنال داده آنالوگ را از طریق موج رادیویی انتقال دهیم؟

جواب: از طریق مدولاسیون سیگنال آنالوگ.

مدولاسیون به فرایند تغییر برخی از خصوصیات موج حمل کننده ( مثل دامنه و فرکانس) بر اساس سیگنال داده ، گفته می شود.

2- چرا به مدولاسیون نیاز داریم؟

شاید از خود بپرسید، چرا سیگنال داده را به همان شکلی که هست برای گیرنده نمی فرستیم؟

به سه دلیل نمی توانیم:

2.1- امواج ضعیف

همانطور که در شکل 1 و 2 دیدید، فرکانس سیگنال داده ضعیف تر از فرکانس موج رادیویی است.

هرچه فرکانس پایین تر باشد، سیگنال ضعیف تر می گردد وبا برخورد به میز، صندلی، دیوار ضعیف تر هم می شود در نتیجه مسافت زیادی را نمی تواند طی کند.

بنابراین با مدولاسیون اولین کاری که می کنیم، فرکانس سیگنال داده را بیشتر می کنیم.

مدولاسیون سیگنال آنالوگ - سیگنال ضعیف
شکل 3- سیگنال ضعیف و غیرقابل دسترس

2.2- پهنای باند کم

از آنجایی که پهنای باند امواج رادیویی بیشتر است، در نتیجه دیتای بیشتری هم می توانیم با آن انتقال دهیم که سیگنال داده این قابلیت را ندارد.

مدولاسیون سیگنال آنالوگ - پهنای باند ضعیف
شکل 4- محدودیت داده در هنگام انتقال

2.3- آنتن های بزرگتر

از آنجایی که پهنای باند امواج رادیویی بیشتر است، در نتیجه دیتای بیشتری هم می توانیم با آن انتقال دهیم که سیگنال داده این قابلیت را ندارد.

مدولاسیون سیگنال آنالوگ - انتن های بزرگتر
شکل 5- آنتن های بزرگتر برای فرکانس های پایین تر

2.4- امنیت پایین

در مدولاسیون، داده درون موج حمل کننده مخفی می شود و باعث می شود به راحتی قابل خواندن توسط همه نباشد.

شکل 6- امنیت پایین برای سیگنال های داده ای

3- انواع مدولاسیون سیگنال آنالوگ

قبل از شروع بهتر است، برای درک بهتر مدولاسیون ، قسمت دامنه و فرکانس را از دست ندهید و همین حالا مطالعه کنید.

3.1- مدولاسیون AM  (Amplitude Modulation)

AM نوعی از مدولاسیون سیگنال آنالوگ می باشد که مستقیما با تغییر دامنه امواج حمل کننده سر و کار دارد.

در شکل 7، ما یک سیگنال داده (Data Signal Wave) و یک موج حمل کننده(Carrier Wave) داریم  که قرار است سیگنال داده را از طریق موج حمل کننده انتقال دهیم.

برای مدولاسیون AM، کاری که باید بکنیم آنست که طول دامنه موج حمل کننده را باید مطابق با طول موج سیگنال داده، کم و زیاد کنیم(در شکل 5، Am Wave).

مدولاسیون سیگنال آنالوگ - AM
شکل 7- مدولاسیون AM

3.2- مدولاسیون FM  (Frequency Modulation)

FM نوعی از مدولاسیون سیگنال آنالوگ می باشد که مستقیما با تغییر فرکانس امواج حمل کننده سر و کار دارد.

طبق شکل 8، برای مدولاسیون FM تنهای کاری که باید بکنیم تغییر فرکانس موج حمل کننده مطابق سیگنال داده می باشد.

در این مدولاسیون، مطابق شکل 8، طول دامنه را تغییر نمی دهیم. 

در واقع فرکانس را در جاهایی که موج سیگنال داده تکمیل می شود، فرکانس را بالا میبریم و در بقیه موارد، فرکانس را پایین می آوریم.

مدولاسیون سیگنال آنالوگ - FM
شکل 8- مدولاسیون FM