Frequenzumtastung (FSK) Arbeiten & Anwendungen

Die Frequenzumtastung ist die wichtigste digitale Modulation Technik, und es ist auch als FSK bekannt. Ein Signal hat die Eigenschaften Amplitude, Frequenz und Phase. Jedes Signal hat diese drei Eigenschaften. Um eine der Signaleigenschaften zu erhöhen, können wir den Modulationsprozess durchführen. Denn es gibt verschiedene Vorteile der Modulationstechnik . In diesen sind einige der Vorteile - die Antenne Größe reduzieren, Multiplexen von Signalen vermeiden, SNR verringern, Fernkommunikation möglich sein usw. Dies sind die wichtigen Vorteile des Modulationsprozesses. Wenn wir die Amplitude des binären Eingangssignals gemäß dem Trägersignal modulieren, d. H. Als Amplitudenumtastung bezeichnet. In diesem Artikel werden wir diskutieren, was Frequenzumtastung und FSK-Modulation, Demodulationsprozess sowie ihre Vor- und Nachteile sind.

Was ist Frequenzumtastung?

Es ist definiert als das Ändern oder Verbessern der Frequenzeigenschaften eines binären Eingangssignals gemäß dem Trägersignal. Die Amplitudenvariation ist einer der Hauptnachteile bei ASK. Aufgrund dieser Ask-Modulationstechnik wird sie nur in wenigen Anwendungen verwendet. Und sein Spektrum Energieeffizienz auch gering. Dies führt zu Energieverschwendung. Um diese Nachteile zu überwinden, wird Frequenzumtastung bevorzugt. FSK ist auch als Binär bekannt Frequenzumtastung (BFSK). Die folgende Frequenzumtastungstheorie beschreibt, was in passiert Frequenzumtastungsmodulation .

Frequenzumtastungstheorie

Diese Frequenzumtastungstheorie zeigt, wie sich die Frequenzeigenschaften eines Binärsignals entsprechend dem Trägersignal geändert haben. In FSK kann die binäre Information zusammen mit Frequenzänderungen über ein Trägersignal übertragen werden. Das folgende Diagramm zeigt die Blockschaltbild der Frequenzumtastung .

FSK-Blockdiagramm

In FSK werden zwei Trägersignale verwendet, um FSK-modulierte Wellenformen zu erzeugen. Der Grund dafür sind FSK-modulierte Signale, die in zwei verschiedenen Frequenzen dargestellt werden. Die Frequenzen werden als 'Markierungsfrequenz' und 'Raumfrequenz' bezeichnet. Die Markierungsfrequenz hat die Logik 1 dargestellt, und die Raumfrequenz hat die Logik 0 dargestellt. Es gibt nur einen Unterschied zwischen diesen beiden Trägersignalen, d. H. Der Trägereingang 1 hat eine höhere Frequenz als der Trägereingang 2.

Trägereingang 1 = Ac Cos (2ωc + θ) t

Trägereingang 2 = Ac Cos (2ωc-θ) t

Die Schalter des 2: 1-Multiplexers spielen eine wichtige Rolle bei der Erzeugung des FSK-Ausgangs. Hier ist der Schalter für alle logischen Einsen der binären Eingangssequenz mit dem Trägereingang 1 verbunden. Und Schalter sind für alle logischen Nullen der binären Eingangssequenz mit dem Trägereingang 2 verbunden. Die resultierenden FSK-modulierten Wellenformen haben also Markierungsfrequenzen und Raumfrequenzen.

FSK-Modulations-Ausgangswellenformen

Nun werden wir sehen, wie die FSK-modulierte Welle auf der Empfängerseite demoduliert werden kann. Demodulation ist definiert als Rekonstruktion des ursprünglichen Signals aus dem modulierten Signal. Diese Demodulation kann auf zwei Arten möglich sein. Sie sind

• Kohärente FSK-Erkennung
• Nicht kohärente FSK-Erkennung

Der einzige Unterschied zwischen der kohärenten und der nicht kohärenten Art der Erfassung ist die Phase des Trägersignals. Wenn das Trägersignal, das wir auf der Sender- und der Empfängerseite verwenden, sich während des Demodulationsprozesses in derselben Phase befindet, d. H. Als kohärente Art der Erfassung bezeichnet wird, wird dies auch als synchrone Erfassung bezeichnet. Wenn sich die Trägersignale, die wir auf Sender- und Empfängerseite verwenden, nicht in derselben Phase befinden, wird ein solcher Modulationsprozess als nicht kohärente Erkennung bezeichnet. Ein anderer Name für diese Erkennung ist Asynchrone Erkennung.

Kohärente FSK-Erkennung

Bei dieser synchronen FSK-Erkennung wurde die modulierte Welle beim Erreichen des Empfängers durch Rauschen beeinflusst. So kann dieses Rauschen bei der Verwendung von beseitigt werden Bandpassfilter (BPF). Hier im Multiplikatorstadium wird das verrauschte FSK-modulierte Signal mit dem Trägersignal vom lokalen multipliziert Oszillator Gerät. Dann geht das resultierende Signal vom BPF über. Hier ist dieses Bandpassfilter einer Grenzfrequenz zugeordnet, die gleich der binären Eingangssignalfrequenz ist. So können dem Entscheidungsgerät die gleichen Frequenzen gewährt werden. Hier gibt diese Entscheidungsvorrichtung 0 und 1 für Raum- und Markierungsfrequenzen der FSK-modulierten Wellenformen an.

kohärente FSK-Erkennung

Nicht kohärente FSK-Erkennung

Das modulierte FSK-Signal wird vom Bandpassfilter 1 und 2 mit Grenzfrequenzen weitergeleitet, die den Raum- und Markierungsfrequenzen entsprechen. So können die unerwünschten Signalkomponenten aus dem BPF entfernt werden. Und die modifizierten FSK-Signale werden als Eingang an die beiden Hüllkurvendetektoren angelegt. Dieser Hüllkurvendetektor ist eine Schaltung mit eine Diode (D). Basierend auf dem Eingang zum Hüllkurvendetektor liefert er das Ausgangssignal. Dieser Hüllkurvendetektor wird im Amplitudendemodulationsprozess verwendet. Basierend auf seiner Eingabe erzeugt es das Signal und wird dann an das Schwellenwertgerät weitergeleitet. Dieses Schwellenwertgerät gibt die Logik 1 und 0 für die verschiedenen Frequenzen an. Dies wäre gleich der ursprünglichen binären Eingabesequenz. Auf diese Weise kann die FSK-Erzeugung und -Erkennung erfolgen. Dieser Vorgang kann für die bekannt sein Frequenzumtastungsmodulation und Demodulation experimentiere auch. In diesem FSK-Experiment kann FSK durch den 555-Zeitgeber-IC erzeugt werden, und die Erkennung kann durch 565IC möglich sein, was als a bekannt ist Phasenregelkreis (PLL) .

nicht kohärente FSK-Erkennung

Es gibt nur wenige Vor- und Nachteile der Frequenzumtastung Sind unten aufgeführt.

Vorteile

• Einfacher Prozess zum Aufbau der Schaltung
• Null Amplitudenschwankungen
• Unterstützt eine hohe Datenrate.
• Geringe Fehlerwahrscheinlichkeit.
• Hohes SNR (Signal-Rausch-Verhältnis).
• Mehr Störfestigkeit als der ASK
• Mit FSK ist ein fehlerfreier Empfang möglich
• Nützlich bei Hochfrequenz-Funkübertragungen
• Vorzuziehen bei der Hochfrequenzkommunikation
• Digitale Anwendungen mit niedriger Geschwindigkeit

Nachteile

• Es erfordert mehr Bandbreite als ASK und PSK (Phase Shift Keying).
• Aufgrund des Erfordernisses einer großen Bandbreite kann dieser FSK nur in Modems mit niedriger Geschwindigkeit verwendet werden, deren Bitrate 1200 Bit / s beträgt.
• Die Bitfehlerrate ist im AEGN-Kanal geringer als bei der Phasenumtastung.

Und so kam es dass der Frequenzumtastung ist eine der feinen digitalen Modulationstechniken, um die Frequenzeigenschaften des binären Eingangssignals zu erhöhen. Durch die FSK-Modulationstechnik können wir in einigen digitalen Anwendungen eine fehlerfreie Kommunikation erreichen. Dieser FSK hat jedoch eine endliche Datenrate und verbraucht mehr Bandbreite. Dies kann durch den QAM überwunden werden, der als Quadraturamplitudenmodulation bekannt ist. Es ist die Kombination von Amplitudenmodulation und Phasenmodulation.