Embed Size (px)
DESCRIPTION
Modulacije Mada postoji više modulacijskih postupaka prema vrstama prijenosnog signala (kao npr. periodičnim impulsima ili npr. digitalni modulacijski postupak) onaj najpoznatiji i najrašireniji jest postupak modulacije sinusnog signala. Na tom postupku se temelji većina modulacija vezanih uz radio tehniku i tu prije svega mislimo na AM i FM modulaciju. Modulacijom sinusnog signala premješta se informacijski signal iz osnovnog pojasa frekvencija u područje viših frekvencija.Pojam modulacije podrazumijeva mijenjanje parametara pomoćnog signala ovisno o signalu koji sadrži informaciju. Pomoćni signal naziva se još i val nosioc (carrier), a signal koji sadrži informaciju te vrši promjenu vala nosioca naziva se modulacijski signal. Kao rezultat modulacije nastaje signal koji zovemo modulirani signal. Sklop u kojemu se obavlja modulacija naziva se modulator.Objasnimo to sljedećim primjerom. U radio stanici, dok govorimo kroz mikrofon, naš glas se pretvara u električki signal koji sadržava informaciju. To je modulacijski signal. Nakon toga modulacijski signal ulazi u modulator gdje će se pomiješati sa valom nosiocem koji je također ušao u modulator i kao rezultat na izlazu iz modulatora dobiti ćemo modulirani signal visoke frekvencije. Miješala (mixeri)Kao prvu stvar bitno je navesti da 'mixer' o kojemu mi pričamo nema apsolutno nikakve veze sa audio mixerom spravom preko koje se snimaju i miješaju audio kanali - primjerice u audio studiju. Posljedica korištenja pogrešnog naziva jest najčešće zbunjenost korisnika kada im se spomene 'mixer' u radio tehnici.Miješalo tj. mixer jest uređaj koji obavlja funkciju transpozicije frekvencije. Sastoji se od nelinearnog elementa (npr. reaktancija, bipolarni tranzistor,otpor ili dioda s negativnim otporom) na kojemu se miješaju radiofrekvencijski signal (RF) i signal lokalnog oscilatora (LO), kako bi se između većeg broja novostvorenih frekvencijskih komponenata filtriranjem izdvojila ona željena. U heterodinskim prijemnicima frekvencija izlaznog signala naziva se i međufrekvencija (IF), a predstavlja razliku između frekvencije LO signala i frekvencije RF. Iza miješala se postavlja filter koji zapravo određuje tu međufrekvenciju. Ovo je jako bitno istaknuti, jer miješalo nezna koju frekvenciju mi želimo transponirati. Taj dio posla obavljamo filterom i kalkulacijom. Ako npr. kod radio uređaja filter iza miješala propušta frekvenciju 10.7 MHz širinom npr. 15 kHz - tada kažemo da je međufrekvencija tog uređaja 10.7 MHz. Pa ćemo u skladu sa time izračunati koliku frekvenciju moramo podesiti na lokalnom oscilatoru kako bismo uhvatili željenu stanicu i transponirali ju na 10.7 MHz.Tipičan primjer miješala i filtera u radio uređajuKada na ulaz miješala dovedemo dva sinusna signala, na izlazu dobivamo njihov produkt i razliku. Matematički gledano, možemo reći da miješalo (mixer) vrši operaciju množenja dvaju signala. Sada je jasno zašto 'mixer' nema nikakve veze sa audio mikserom u studiju na kojemu se vrši matematička operacija zbrajanja dvaju ili više signala. Zbrajanjem se naime vrše samo promjene u domeni amplitude, dok frekvencijska domena ostaje nepromijenjena. Kod množenja međutim nije tako.Pretpostavimo da smo na ulaz miješala (mixera) doveli dva sinusna vala. Prvome je frekvencija f1=110 kHz, a drugi neka ima frekvenciju f1=100 kHz. Na izlazu iz miješala dobivamo njihov produkt i razliku: f1+f2 i f1-f2, što će reći 210 khz i 10 kHz. Najčešća primjena miješala jest kod transpozicije frekvencije. Jer ako pogledamo što se je desilo kod f1-f2, možemo zaključiti da smo signal koji se je nalazio na 110 kHz transponirali na 10 kHz.Pogledajmo sada drugi primjer miješala, na kojem primjerice funkcionira većina modulatora (AM, USB, LSB, DSB). Imamo dva sinusna vala f1= 10 kHz, f2=80 kHz. Na izlazu iz miješala multiplikacijom dobivamo dva sinusna vala f1+f2= 90 kHz i f1-f2= -70 kHz. Kao što znamo frekvencija ne može imati negativnu vrijednost (vidi dn
Citation preview
1
Visokofrekventni (VF) Visokofrekventni (VF) prenosprenos Kod visokofrekventnih analognih sistema, signal
se moduliše pre prenosa i njegov osnovni spektar se transponuje u drugo, više, frekvencijsko područje.
VF prenos je moguć u svim vrstama linija VF prenos je moguć u svim vrstama linija vezaveza.
2
Četvorožični prenos sa različitim opsegom frekvencija u oba smera je sigurno najkvalitetniji, posebno sa gledišta preslušavanja.
Neekonomičan je – duplo veći frekvencijski opseg i duplo veći broj parica, pa se praktično ne koristi.
Četvorožični prenos – Četvorožični prenos – različiti frekvencijski opsezirazličiti frekvencijski opsezi
3
Višestruka modulacijaVišestruka modulacija Transponovanje govora u visoka frekvencijska područja je
izuzetno teško, usled ekstremnog povećanja cene filtra koji treba da obezbedi zahtevanu selektivnost.
Takav filtar bi zahtevao, već pri premeštanju govora u područje iznad 60kHz, ekstremni broj LC elemenata, ili primenu skupih kristala kvarca
4
Frekvencijski multipleks Frekvencijski multipleks (1)(1) FDMFDM – Frequency Division Multiplexing
SSB – Single Side Band modulacija (AM sa jednim bočnim opsegom)
Svaki od više kanala moduliše nosioce na različitim frekvencijama koje su međusobno pomerene za širinu kanala, tako da nema preklapanja njihovih spektara. Na prijemu se svaki kanal izdvaja odgovarajućim filtrom i vodi na demodulator.
...Kanal br. 1 2 3 4 n5
B@nB1
B1
5
Frekvencijski multipleks Frekvencijski multipleks (2)(2)
Vremenski domen
Frekvencijski domen
6
Frekvencijski multipleks Frekvencijski multipleks ((33)) Primena: u telefonijiu telefoniji
Svaki govorni kanal moduliše različit nosilac. Frekvencije nosioca su pomerene za po 4kHz. Filtrom se odvaja jedan bočni opsegjedan bočni opseg. Svaki od
govornih kanala leži u "svojih" 4kHz, pa nema međusobnog preklapanja spektara kanala - zbog nesavršenosti filtara jedan deo signala iz jednog kanala pređe u drugi kanal, ali je njegov nivo dovoljno mali da ne utiče na kvalitet prenosa.
Tako se kanali "pakuju" u sukcesivne frekvencijske sekvence od 4kHz, sve dok se propusni opseg voda ne popuni.
Na prijemu, svaki kanal se odvaja iz grupe kanala filtrom koji propušta samo opseg u kome se dotični kanal nalazi, a ostale kanale ne propušta.
Odvojen kanal ide na demodulator.
7
Frekvencijski multipleks Frekvencijski multipleks Postoje pravila, koja se odnose na opseg frekvencija u
kome se svaki kanal nalazi, gde počinje taj opseg i gde se završava.
Pravila postoje i za veće grupe kanala. Ona određuju broj kanala, na kojoj frekvenciji oni počinju i na kojoj frekvenciji se grupa kanala završava.
Skup pravila se naziva hijerarhijaSkup pravila se naziva hijerarhija – FDM hijerarhiju čine pravila za višekanalni analogni prenos telefonskih signala po kojima se premeštanje kanala u više frekvencijsko područje se ne vrši direktno, već korak po korak formiranjem grupa različitih nivoa.
8
Frekvencijski multipleks Frekvencijski multipleks
Hijerarhijski princip formiranja grupaHijerarhijski princip formiranja grupa: Od određenog broja govornih kanala formira se
grupa u najnižem hijerarhijskom nivou Sledeći hijerarhijski nivo se formira modulacijom
više grupa iz predhodnog nivoa Zatim se grupe iz tog, drugog nivoa grupišu u
sledeći nivo, i tako dalje, sve do najvišeg hijerarhijskog nivoa.
9
FDM hijFDM hijeerarhijararhija
Dvanaest telefonskih kanala širine po 4kHz u prvom multiplekseru (MUX -1) grupišu se modulišu nosioce na različitim frekvencijama u osnovnu grupuosnovnu grupu, koja zauzima opseg širine 12 x 4kHz=48 kHz i nalazi se u opsegu učestanosti od 4-52 kHz (grupa A) i 60 do 108 kHz (grupa B).
Pet osnovnih grupa se u MUX-2 moduliše na pet različitih frekvencija nosioca i tako se formira super grupasuper grupa sa 60 kanala.
Pet super grupa u MUX-3 formira master grupumaster grupu sa 300 kanala.
Na kraju u MUX-4, od tri master grupe, formira supermaster grupasupermaster grupa od 900 kanala koja predstavlja najviši hijerarhijski nivo.
Grupa od 900 kanala se može formirati od 15 super grupa, od kojih svaka moduliše nosilac na posebnoj frekvenciji. Ovako dobijena grupa se naziva glavna grupaglavna grupa.
Na prijemnoj strani se vrši demultipleksiranje obrnutim redom od multipleksiranja.
Hijerarhija demultipleksiranja je identična slikama a) i b) na ovom slajdu, samo je smer signala obrnut, a umesto oznake MUX treba upotrebiti oznaku DMUX.
10
FDM hijerarhija – šema i FDM hijerarhija – šema i simbolisimboli
f0 prema slajdu 57
11
FormiranjeFormiranje oosnovne snovne grupegrupe
a) direktno
b) predgrupna (podgrupna) modulacija
Postupak direktne direktne modulacijemodulacije se vrši na taj način što se 12 kanala moduliše na 12 različitih frekvencija, pa se sa 12 različitih filtara odvajaju donji bočni opsezi.
Ovaj postupak zahteva da filtri budu realizovani pomoću kristala kvarca.
Primenjuje se kod malog broja kanala i kod specijalnih službi, na primer kod vojnih dvanaestokanalnih uređaja..
Kod postupka predgrupne modulacijepredgrupne modulacije 12 kanala se grupiše u četiri podgrupe, svaka sa po tri kanala.
U svakoj podgrupi se tri kanala modulišu identično na 3 frekvencije nosioca, od 12, 16 i 20kHz.
Posle filtriranja dobijaju se četiri podgrupe, svaka sa po tri kanala, koje leže u istom frekventnom području od 12 do 24kHz.
Svaka podgrupa se moduliše na nove 4 frekvencije: 84, 96, 108 i 120 kHz. Filtrima se odvajaju donji bočni opsezi, tako da su na kraju svih dvanaest kanala u opsegu od 60 do 108kHz.
Kod postupka predgrupne modulacije potrebno je 16 filtara, ali su samo 7 različitog tipa i mogu se realizovati u LC tehnologiji. Broj modulatora je 16, ali su 7 različitog tipa. Potrebno je ukupno 7 različitih frekvencija nosioca.
Postupak predgrupnog formiranja osnovne grupe, iako komplikovaniji, jeftiniji je od direktnog postupka te se primenjuje u analognoj javnoj telefonskoj mreži.
12
Prednosti hijerarhijskog Prednosti hijerarhijskog formiranja multipleksnog formiranja multipleksnog signalasignala Smanjuje se broj modulatora i demodulatora
Frekvencijski položaj svakog kanala i grupe kanala je tačno određen
Jednostavno je manipulisati grupama kanala izdvajanje iz sistema i prosleđivanje u drugom pravcu izdvajanje iz jednog i ubacivanje u drugi sistem Demultipleksiranje i dr.
Terminalna oprema je standardizovana i modularna.
13
Linijski sistemiLinijski sistemi
Priključivanje standardizovane terminalne opreme na konkretnu liniju veze (simetrična parica, koaksijalni vod) najčešče zahteva još jedan postupak modulacije.
Njime se grupa iz svog standardnog opsega frekvencija premešta u neki drugi opseg koji odgovara izabranom vodu.
Vrsta i broj grupa kanala koji se smeštaju u dati vod i njihov frekvencijski raspored je takođe standardizovan u takozvane linijske sisteme (ITU-T preporuke serije G)..
