Forskjellen mellom analog og digital modulasjon

Hovedforskjell - Analog vs Digital Modulasjon

Analog og digital modulering refererer til hvordan et bærebølgesignal er modifisert for å overføre informasjon. De hovedforskjell mellom analog og digital modulering er det en analog modulert signal kan ta opp noen verdi (i et mulig område) mens et digitalt modulert signal kan bare ta opp et av et diskret sett av verdier.

Hva er modulasjon

Anta at du vil kringkaste musikken din slik at folk fra kilometer rundt kan høre det. Naivt kan du bare skru opp volumet. Men lyden ville dø uten å reise langt unna, og folk som ikke vil høre musikken din, vil bli tvunget til å lytte, også!

Tenk på å "konvertere" lydbølgen din til en elektromagnetisk bølge og overføre musikken din på den måten. Nå, folk som vil lytte kan bruke en omformer for å konvertere de elektromagnetiske bølgene tilbake til lyd, og folk som ikke vil lytte, vil ikke bli forstyrret. Et problem oppstår imidlertid når andre også begynner å kringkaste musikken sin. Deres elektromagnetiske bølger kommer til å forstyrre din, og dine lyttere kommer til å ende opp med en lyder av lyder.

Så hvordan gjør radiostasjoner det? De har hver en frekvens, og de overfører sine signaler ved hjelp av den frekvensen. En person som ønsker å lytte til en bestemt frekvens, bør da "tune inn" den frekvensen ved å bruke sin egen radio. Men nå er det et annet problem. Mennesker kan høre lyder over et stort antall frekvenser. Hvordan kan radiostasjonene overføre alle de forskjellige frekvensene med bare en frekvens? Svaret er: modulasjon.

En bølge med frekvensen på radiostasjonen kalles radiostasjonen bærebølge signal. Dette er bare en sinusbølge uten interessant informasjon i den. De informasjonssignal er signalet som inneholder data som vi vil overføre (for eksempel musikk i tilfelle en radiostasjon). En radiostasjon endrer egenskapene til bærebølgesignalet avhengig av informasjonssignalet, og denne prosessen kalles modulering. Det modulerte signalet sendes, og lytternes radioer skal nå demodulate signalet for å trekke ut lydinformasjonen fra det mottatte signalet.

Hva er analog modulering

Ved analog modulering moduleres bæresignalet i forhold til informasjonssignalet slik at det kan ta noen verdi (dvs. det er en analogt signal). Det er tre hovedtyper av analog modulering:

Amplitude modulasjon (AM): Her blir amplituden til bærebølgen endret, avhengig av informasjonssignalet:

Amplitude Modulation

Som du kan se, når amplituden til informasjonssignalet endres, endres også amplitude for det modulerte signalet sammen med det.

Frekvensmodulasjon (FM): Her, den Frekvens av bærebølgen endres i henhold til informasjonssignalet.

Frekvensmodulasjon

Merk at i tilfelle av radioer er det en grense for hvor mye frekvensen kan endres av, slik at en stasjons signal kan holdes skilt fra en annen stasjons signal.

Fase Modulasjon (PM): Her, den fase av bærebølgen er endret i henhold til hans informasjonssignal:

Fasemodulasjon

Hva er Digital Modulation

I digital modulering er det anvendte informasjonssignalet en digital, dvs. det er et signal som kun kan ta opp bestemte verdier. Digitale signaler er vanligvis representert i binære med en serie på 0 og 1. Jo større antall 0 og 1 som brukes til å representere signalet i et gitt tidsintervall, desto mer er antall verdier signalet kan ta. For eksempel, i vårt eksempel for en radiostasjon, vil det opprinnelige lydsignalet bli "hakket opp" til en rekke små tidsintervaller, og for hvert tidsintervall vil en omtrentlig "tillatt" verdi for signalet måtte være valgt. Ved å kutte signalet inn i svært små tidsintervaller og ved å bruke et stort antall "tillatt verdier" for å representere data, kan lyden bli laget for å høres naturlig.

Det er flere forskjellige typer digital modulering også.

I amplitude shift keying, amplituden til signalet er modulert for å representere informasjonen. Den enkleste typen modulasjon kalles på-av-tasting, hvor bærebilsignalet er slått på for å representere en 1 og slått av for å representere en 0.

I frekvensforskyvning, frekvensen av bølgen er modulert mens, i faseskifting, bølgefasen er modulert. Kvadratur amplitude modulasjon er en type modulasjon hvor amplitude og fase begge moduleres til, og fordi det finnes flere forskjellige kombinasjoner, kan denne typen modulasjon representere mange forskjellige verdier for signalet.

I motsetning til analog modulasjon, i digital modulering, blir bærebølgen modifisert ved bestemte tidsintervaller. Siden digital modulering bare kan overføre spesifiserte verdier, er informasjonen ikke teknisk like perfekt som den opprinnelige versjonen (folk refererer ofte til dette som "lav troskap" til det opprinnelige signalet). Det er imidlertid lettere å isolere støy fra digitale signaler. Multiplexing (sending av flere forskjellige signaler med samme medium) er også lettere når moduleringen er digital.

Forskjellen mellom analog og digital modulasjon

Tillatte verdier

Analog modulering: Et analogt modulert signal kan representere en verdi innenfor et område.

Digital Modulasjon: Et digitalt modulert signal kan bare representere et av et sett av diskrete verdier.

Variasjon med tid

Analog modulering: Analog modulering kan produsere et signal som bærer kontinuerlig endring av informasjon.

Digital Modulasjon: Digital modulasjon gir et signal hvis verdi endres med bestemte tidsintervaller.

Separasjon av støy

Analog modulering: Det er vanskelig å skille signalet fra støy i analog modulering.

Digital Modulasjon: Ved digital modulering kan signalet lett separeres fra støy.

Bilde Courtesy

"Illustrasjonen av amplitudemodulasjon (AM) som viser sammenligning mellom informasjonssignal, bæresignal og AM-signal." Av Ivan Akira (eget arbeid) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

"Illustrasjonen av frekvensmodulasjon (FM) som viser sammenligning mellom informasjonssignal, bæresignal og FM-signal." Av Ivan Akira (eget arbeid) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

"Illustrasjonen av fasemodulasjon (PM) som viser sammenligning mellom informasjonssignal, bæresignal og PM-signal." Av Ivan Akira (eget arbeid) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons