Modulacja

Ten artykuł dotyczy pojęcia w fizyce. Zobacz też: Modulacja (muzyka).

Modulacja – samorzutna lub celowa zmiana parametrów sygnału.

Przykładem może być modulowany dźwięk syreny alarmowej o zmiennej częstotliwości. Częstotliwość zmian wywołanych modulacją jest dużo mniejsza od częstotliwości fali.

Jeżeli modulowane są sygnały sinusoidalne, to proces ten może powodować zmiany amplitudy, częstotliwości lub fazy drgań. W przypadku fal prostokątnych (często stosowanych w technice cyfrowej) procesowi modulacji podlega szerokość, amplituda, pozycja (układ) oraz gęstość impulsów.

[edytuj] Modulacja analogowa

Przykład modulacji amplitudowej

Najpopularniejsze techniki modulacji:

Modulacje amplitudy – zmiana amplitudy
- DSB-LC (inaczej AM) (ang. Double-Sideband Large Carrier) – modulacja dwuwstęgowa z nośną
- DSB-SC (ang. Double-Sideband Suppressed Carrier) – modulacja dwuwstęgowa z wytłumioną nośną
- SSB (ang. single-sideband modulation) – modulacja jednowstęgowa
- VSB (ang. vestigial-sideband modulation) – modulacja amplitudy z częściowo tłumioną wstęga boczną
Modulacje kąta
- PM (ang. phase modulation) – modulacja fazy, zmiana fazy fali
- FM (ang. frequency modulation) – modulacja częstotliwości, zmiana częstotliwości
sigma-delta

[edytuj] Modulacja impulsowa

Rodzaje modulacji impulsowej:

PCM – kodowa (ang. pulse-code modulation),
DPCM – różnicowa impulsowo-kodowa (ang. differential pulse-code modulation),
PWM – szerokość impulsu (ang. pulse-width modulation),
PAM – amplituda impulsu (ang. pulse-amplitude modulation),
PPM – pozycja impulsu (ang. pulse-position modulation),
PDM – gęstość impulsów (ang. pulse-density modulation).

[edytuj] Kluczowanie

Kluczowanie (ang. keying) jest najstarszą techniką modulacji. Kiedy w XIX wieku zbudowano pierwsze elektryczne urządzenia do przekazywania informacji na odległość, pojawił się problem kodowania znaków do postaci nadającej się do przesłania. Pierwszym pomysłem było użycie tylu przewodów, ile jest liter w alfabecie. Pomysł ten okazał się niepraktyczny i dlatego Samuel Morse stworzył system kodowania znaków alfabetu w postaci serii krótkich (kropka) lub długich (kreska) impulsów. Urządzeniem kodującym był klucz mający postać przełącznika zwierającego obwód elektryczny. Operator wysyłał serię impulsów, którą odczytywał człowiek lub elektromagnes zapisywał na taśmie papieru. Kiedy technologia transmisji się rozwinęła, powstał szereg technik kluczowania. Potem wszystkie te metody określono jednym terminem modulacja.

Najpopularniejsze techniki kluczowania:

ASK – (ang. Amplitude Shift Keying) kluczowanie amplitudy
QAM – (ang. Quadrature Amplitude Modulation)
FSK – częstotliwościowe (ang. Frequency-Shift Keying):
- MFSK – (ang. Multiple Frequency-Shift Keying) kluczowanie wieloczęstotliwościowe
- GFSK – (ang. Gaussian Frequency Shift Keying)
- MSK – (ang. Minimum Shift Keying) kluczowanie minimalnofazowe
- GMSK – (ang. Gaussian Minimum Shift Keying)
PSK – fazowe (ang. phase-shift keying) czyli PM np. BPSK, DPSK, QPSK, n-PSK, O-QPSK, $\pi/4$ -QPSK, $U^2$ -PSK
Systemy szerokopasmowe
- DSSS – (ang. Direct Sequence Spread Spectrum) systemy z bezpośrednim rozpraszaniem widma
- FHSS – (ang. Frequency Hopping Spread Spectrum) systemy szerokopasmowe ze skakaniem po częstotliwościach
- Pulsed-FM
- OFDM – (ang. Ortogonal Frequency Division Multiplexing) nazywany też DMT (ang. discrete multitone modulation)
- CDMA – (ang. Code Division Multiple Access)
RTTY – dalekopis na falach radiowych (ang. radio teletype) – prosta modulacja pulsowo-kodowa

[edytuj] Modulacja w telekomunikacji

Modulacja i demodulacja podczas komunikacji

Modulacją w technice nazywa się celowy proces zmiany parametrów fali umożliwiający przesyłanie informacji (komunikację).

Modulacja jest konieczna, ponieważ sygnał musi nadawać się do transmisji przez sieć telekomunikacyjną. Zwykle medium transmisyjnym w takiej sieci są przewody miedziane, światłowody, powietrze i próżnia. Ograniczenia fizyczne powodują, że informacja może zostać przekłamana na skutek szumów, zniekształceń i przesłuchów pochodzących od innych sygnałów przesyłanych w tym samym ośrodku. Modulowany komunikat po pokonaniu tych wszystkich przeszkód musi być na tyle poprawny, aby odbiorca mógł wydzielić z niego użyteczne dane.

Urządzenie dokonujące modulacji to modulator. Demodulacja (inaczej: detekcja) to proces odwrotny do modulacji. Urządzenie nazywane demodulatorem lub detektorem odtwarza sygnał modulujący z przebiegu zmodulowanego. Jeżeli komunikacja ma charakter dwustronny, to jedno urządzenie dokonuje równocześnie modulacji nadawanych sygnałów i demodulacji tych, które odbiera (modulator-demodulator w skrócie modem).

[edytuj] Zobacz też

Rodzaje modulacji

Analogowe

AM • SSB • FM • PM

Cyfrowe

typu ASK	ASK

typu FSK	GFSK • MFSK • MSK • GMSK

typu PSK	PSK31 • BPSK • QPSK • O-QPSK • DQPSK • 8PSK • 16PSK

pozostałe	QAM • APSK • OOK • PAM • PCM • DPCM • PDM • PPM • PWM • TCM

Szerokopasmowe

CSS • DSSS • FHSS • OFDM • THSS • Pulsed-FM • UWB