Modulace

Co je to modulace?

• Proces úpravy původního signálu, kdy neměníme přenášenou informaci, ale vlastnosti tohoto signálu – jeho amplitudu, frekvenci, fázi.

• Tento proces zařizuje zařízení, které se nazývá modulátor.

• Zařízení, které vrací signál do původního stavu se nazývá demodulátor.

• Získáme signál vhodnější pro přenos daným médiem (metalickým vedením, optickým vláknem,...), vhodnější pro ukládání na dané médium (do paměti ), pro snazší zpracování signálu apod.

• vhodnou modulací můžeme též dosáhnout vyšší přenosové rychlosti, nebo naopak odolnosti proti různému rušení při přenosu signálu.

Základní pojmy:

• modulační signál - signál, který chceme modulovat na nosný signál

• nosný signál - signál, který modulujeme modulačním signálem

• modulovaný signál - výsledný signál po procesu modulace

Druhy modulací:

analogové modulace – modulační i nosný signál jsou analogové a spojité

digitální modulace – nosný signál je analogový, modulační digitální

Pulzní(diskrétní) modulace – nosný signál je digitální, modulační obvykle analogový

Analogové modulace

• nosným signálem i modulačním signálem je spojitý analogový signál nosným signálem je harmonický průběh – funkce sinus sinusový (harmonický) signál vyjádříme průběhem el. napětí v čase :

kde:

Umax – amplituda signálu

ω – úhlová frekvence 2.π.f

φ – fázový posuv

podle toho, který parametr harmonického signálu ovlivňujeme, rozlišujeme:

• Amplitudovou modulaci – AM (Amplitude Modulation)

• Frekvenční modulaci – FM (Frequency Modulation)

• Fázovou modulaci – PM (Phase Modulation)

Amplitudová modulace – AM

• amplituda nosného signálu je měněna v závislosti na okamžité hodnotě modulačního signálu

• velikost změny této amplitudy se označuje jako hloubka modulace a udává se v procentech %

• obálka modulovaného signálu odpovídá tvarem modulačnímu signálu

• při použití amplitudové modulace dochází k rozšíření frekvenčního pásma, které modulovaný signál zabírá – výsledkem AM modulace jsou dvě postranní frekvenční pásma

• frekvence nosného signálu je vždy větší než modulačního signálu

signál, který modulujeme(modulační) sagnál na který modulujeme(nosný)

Modrý signál vyplníme červeným, tak aby každá amplitůda se dotýkala modrého signálu dle vyšší frekvence(čatejší amppitůdy).obkreslilo ze vnitř tvar, tak aby byla frekvence stejně velká, jak u červeného signálu.

signál zmodulový na, který chcem i s informací - modrý signál

Frekvenční modulace – FM

• při frekvenční modulaci měníme okamžitou hodnotu frekvence nosného signálu na základě okamžité hodnoty modulačního signálu

• amplitudě modulačního signálu odpovídá maximální změna frekvencenosného signálu – tuto změnu nazýváme frekvenční zdvih ∆f