Fagstoff

Modulasjon av sender

Publisert: 05.10.2010, Oppdatert: 03.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut

Før det informasjonsbærende signalet i nyttelasten kan overføres til bakken må det moduleres inn på en høyfrekvent sinusbølge kalt bærebølge. Modulasjonen skjer ved at det informasjonsbærende signalet påvirker en eller flere av bærebølgens egenskaper, for eksempel frekvens, fase eller amplitude. På denne måten blir det informasjonsbærende signalet innbakt i et signal som lar seg sende over store avstander.

Det informasjonsbærende signalet kan ha mange former. I kapitlet om signalmultipleksing var vi innom flere forskjellige former for tidsdeling, både analoge (PAM, PDM og PPM) og den digitale varianten PCM. De analoge metodene vil påvirke bærebølgen analogt, eller trinnløst, mens de digitale metodene vil påvirke børebølgen i diskrete trinn.


Modulasjon av et analogt spenningssignal


Amplitudemodulasjon AM

Det analoge signalet påvirker amplituden på bærebølgen. Lav amplitude for lav verdi og høy amplitude for høy verdi. Amplitudemodulasjon er, av mange grunner, lite brukt. Hovedgrunnen er støyfølsomhet. Forklaringen til dette er at informasjon ligger som en kontinuerlig endring i bærebølgens amplitude. Når ytre støy som oftest påvirker amplituden i bærebølgen (og dermed påvirker modulasjon) kan man forstå hvorfor denne modulasjonsformen er relativt lite brukt til dataoverføring.

Frekvensmodulasjon FM

Det analoge signalet påvirker frekvensen av bærebølgen. Lav frekvens for lave spenningsverdier og høyere frekvens for høye spenningsverdier.
Figuren under illiustrerer forskjellen på AM og FM.
Animasjon som viser AM og FM. AM og FM
Opphavsmann: Esumir, Berserkerus

Fasemodulasjon PM

Fasemodulasjon vil si å la bærebølgens fase variere med spenningen på signalet. Fasemodulasjon er ikke mye brukt i denne formen på grunn av krav til komplisert mottakerutstyr samt tvetydighetsproblemer mellom for eksempel +180 grader og -180 grader.


Modulasjon av digitale signaler

I digital modulering blir bærebølgen modulert av en digital bitstrøm. I rakettsammenheng er denne ofte et tidsdelt PCM kodet signal. Endringen av bærebølgen er gjort i diskrete trinn kalt symboler.


Frekvensskiftnøkling FSK

I FSK (eng.: Frequency Shift Keying) blir den digitale informasjonen overfort ved diskrete frekvensendringer i bærebølgen. Den vanligste formen er binær FSK (BFSK) i BFSK defineres de 2 binærsymbolene med to diskrete frekvenser.

PSK Faseskiftnøkling

PSK (eng: Phase-shif keying) er en digital moduleringsform som bærer data ved at fasen på bærebølgen endres.

I binær faseskiftnøkling (BPSK) er de binære symbolene representert med -90 og +90 graders faseforskyvning av bærebølgen.

I kvadratur faseskiftnøkling (QPSK) kan bærebølgen modulers med fire ulike faser. En naturlig inndeling er 0°, 90°, 180° og 270°. Med denne metoden kan en doble bitraten ved at hvert symbol representerer 2 bit.

0°→00

90°→01

180°→10

270°→11


Valg av modulasjonsmetode

Vurdering av modulasjonsmetoden avhenger av
  • signal/støyforholdet på det mottatte signal over en gitt avstand
  • antall målinger og ønsket overføringsnøyaktighet
Beregning av feilrater ved forskjellige modulasjonsmetoder og overføringskoder vil bli behandlet i kapittel om Linkanalyse. En foreløpig demonstrasjon av sammenhengen mellom S/N i dB og feilraten er vist i figuren under.

Bitfeilrate som funksjon av signal/støyforhold.Bitfeilrate som funksjon av signal/støyforhold
Opphavsmann: Narom
Figuren viser to kurver
  • effektiv databåndbredde = 1,5 multiplisert med bitraten
  • effektiv databåndbredde = 1,0 multiplisert med bitraten
Vi ser for eksempel at et S/N på ~ 13 dB føre til feilrate
  • 1 feil per ~105 bit. For effektiv databåndbredde = 1,5 multiplisert med bitraten
  • 1 feil per ~106 bit for effektiv databåndbredde = 1,0 multiplisert med bitraten

 

Relatert innhold

Generelt