Ki jan yo demodule Digital modulasyon Faz

Demodulasyon Frekans
Aprann sou ki jan yo ekstrè done orijinal la dijital ki sòti nan yon faz-chanjman-ond mesaj.

Nan de paj ki anvan yo nou diskite sistèm pou fè demodulasyon nan siyal AM ak FM ki pote done analòg, tankou (ki pa digitize) odyo. Koulye a, nou pare yo gade nan ki jan yo refè enfòmasyon orijinal ki te kode via twazyèm kalite jeneral la nan batman, sètadi, modulasyon faz.

Sepandan, analòg faz modulasyon se pa komen, tandiske dijital faz batman se trè komen. Se konsa, li fè plis sans pou eksplore demodulasyon PM nan yon kontèks dijital kominikasyon RF. Nou pral eksplore sijè sa a lè l sèvi avèk binè faz chanjman Kole (BPSK); sepandan, li bon yo dwe okouran ke kwadratur faz chanjman fouye (QPSK) se pi plis enpòtan nan sistèm modèn san fil.

Kòm non an implique, binè faz chanjman koule reprezante done dijital pa plase yon faz binè 0 ak yon faz diferan binè 1. De faz yo yo separe pa 180 ° optimize demodulasyon presizyon-plis separasyon ant de faz yo fè li pi fasil. dekode senbòl yo.

Miltipliye ak Entegre - ak senkronize
Yon demodulateur BPSK konsiste sitou de blòk fonksyonèl: yon miltiplikatè ak yon entegre. De konpozan sa yo pral pwodwi yon siyal ki koresponn ak done binè orijinal la. Sepandan, sikwiyasyon senkronizasyon tou se nesesè, paske reseptè a dwe kapab idantifye fwontyè a ant peryòd ti jan. Sa a se yon diferans enpòtan ant demodulasyon analòg ak demodulasyon dijital, kidonk kite yo gade pi pre.

 

Nan demodulasyon analòg, siyal la pa reyèlman gen yon kòmansman oswa yon fen. Imajine yon transmetè FM ki emèt yon siyal odyo, sètadi, yon siyal ki kontinyèlman varye selon mizik la. Koulye a, imajine yon reseptè FM ki se okòmansman etenn. 

Itilizatè a ka pouvwa moute reseptè a nan nenpòt ki moman nan tan, ak sikui a demodulasyon yo ap kòmanse èkstraksyon siyal la odyo soti nan konpayi asirans la modulation. Siyal la extrait ka amplified epi yo voye bay yon oratè, ak mizik la pral son nòmal. 

Reseptè a pa gen okenn lide si siyal la odyo reprezante kòmansman an oswa nan fen yon chan, oswa si sikui a demodulasyon kòmanse fonksyone nan kòmansman an nan yon mezi, oswa dwa sou bat la, oswa nan ant de bat. Li pa enpòtan; chak valè vòltaj enstantane koresponn ak yon moman egzak nan siyal la odyo, epi li se son an re-kreye lè tout moun sa yo valè Enstantane rive nan siksesyon.

Avèk batman dijital, sitiyasyon an konplètman diferan. Nou pa ap fè fas ak anplitud Enstantane men pito yon sekans nan anplitud ki reprezante yon sèl pyès disrè nan enfòmasyon, sètadi, yon nimewo (youn oswa zewo). 

Chak sekans anplitid-yo rele yon senbòl, ki gen yon dire egal a yon peryòd ti jan-yo dwe distenge soti nan sekans yo anvan ak sa yo: Si televizyon an (ki soti nan egzanp ki anwo a) te lè l sèvi avèk batman dijital ak reseptè a mache moute e li te kòmanse demodifye nan yon pwen o aza nan tan, sa ki ta rive? 

Oke, si reseptè a te rive kòmanse demodule nan mitan yon senbòl, li ta dwe eseye entèprete mwatye nan yon senbòl ak mwatye nan senbòl ki anba la a. Sa a ta, nan kou, mennen nan erè; yon senbòl lojik-yon ki te swiv pa yon senbòl lojik-zewo ta gen yon chans egal pou yo te entèprete kòm yon youn oswa yon zewo.

Klèman, lè sa a, senkronizasyon dwe yon priyorite nan nenpòt sistèm RF dijital. Yon sèl apwòch senp pou senkronizasyon se anvan chak pake ki gen yon "sekans fòmasyon" predefini ki gen altène zewo senbòl ak yon senbòl (tankou nan dyagram pi wo a). Reseptè a ka itilize sa yo yon sèl-zewo-yon sèl-zero tranzisyon yo idantifye limit tanporèl ki genyen ant senbòl, ak Lè sa a, rès la nan senbòl yo nan pake a ka entèprete byen tou senpleman pa aplike dire a senbòl sistèm predefini.

Efè Miltiplikasyon an
Kòm mansyone pi wo a, yon etap fondamantal nan demodulasyon PSK se miltiplikasyon. Plis espesyalman, nou miltipliye yon fèk ap rantre siyal BPSK pa yon siyal referans ak frekans egal a frekans konpayi asirans lan. Ki sa sa akonpli? Se pou nou gade nan matematik la; premye, pwodwi a idantifye pou de fonksyon sinis:

 

Si nou vire sa yo fonksyon sinèr jenerik nan siyal ak yon frekans ak faz, nou gen bagay sa yo:

Senplifye, nou genyen:

Se konsa, lè nou miltipliye de sinusoid yo frekans egal men faz diferan, rezilta a se yon sinusoid nan doub frekans lan plis yon konpanse ki depann sou diferans ki genyen ant de faz yo. 

Offset la se kle a: Si faz nan siyal la te resevwa ki egal a faz nan siyal la referans, nou gen cos (0 °), ki egal 1. Si faz la nan siyal la te resevwa 180 ° diferan de faz la nan ... siyal referans lan, nou gen cos (180 °), ki se –1. Se konsa, pwodiksyon an nan miltiplikatè a ap gen yon pozitif DC konpanse pou youn nan valè yo binè ak yon negatif DC konpanse pou lòt valè binè. Ka sa a konpanse ka itilize entèprete chak senbòl kòm yon zewo oswa yon sèl.

Konfimasyon Simulation
Sa ki annapre yo BPSK batman-ak-demodulasyon sikwi montre ou ki jan ou ka kreye yon siyal BPSK nan LTspice:

De sous sinis (youn ak faz = 0 ° ak yon sèl ak faz = 180 °) yo ki konekte ak de switch vòltaj-kontwole. Tou de switch gen menm siyal la kare-onn kontwòl, ak sou la ak rezistans yo configuré sa yo ke yon sèl la louvri pandan ke lòt la fèmen. Tèminal yo "pwodiksyon" nan de switch yo mare ansanm, ak op-amp tanpon yo siyal la ki kapab lakòz, ki sanble tankou sa a:




Apre sa, nou gen yon referans sinusoid (V4) ak frekans egal a frekans nan ond la BPSK, ak Lè sa a, nou itilize yon abitrè sous abitrè sous konpòtman li miltipliye siyal la BPSK pa siyal la referans. Isit la se rezilta a:




Kòm ou ka wè, siyal la demodulate se doub frekans lan nan siyal la te resevwa, epi li gen yon DC pozitif oswa negatif konpanse dapre faz la nan chak senbòl. Si nou Lè sa a, entegre siyal sa a ki gen rapò ak chak peryòd ti jan, nou pral gen yon siyal dijital ki koresponn ak done orijinal la.

Aderan Deteksyon
Nan egzanp sa a, se faz nan siyal referans reseptè a senkronize ak faz nan siyal la fèk ap rantre modulation. Sa a fasil akonpli nan yon simulation; li siyifikativman pi difisil nan lavi reyèl. Anplis de sa, kòm diskite nan paj sa a anba "kodifikasyon diferansyèl," òdinè faz chanjman kap pa ka itilize nan sistèm ki sijè a diferans enprevizib faz ant transmetè ak reseptè. 

Pou egzanp, si siyal referans reseptè a se 90 ° soti nan faz ak konpayi asirans transmetè a, diferans lan faz ant referans lan ak siyal la BPSK ap toujou gen 90 °, ak cos (90 °) se 0. Se konsa, DC la konpanse se. pèdi, ak sistèm lan se konplètman nonfunctional.

Sa ka konfime pa chanje faz sous V4 a 90 °; isit la se rezilta a:

Rezime
* Demodikasyon Digital mande pou ti peryòd senkronizasyon; reseptè a dwe kapab idantifye limit ant senbòl adjasan yo.

* Siyal Binary-phase-shift-keying ka demodule atravè miltiplikasyon ki te swiv pa entegrasyon. Siyal referans lan itilize nan etap miltiplikasyon an gen menm frekans ak transpò transmetè a.

* Phasedinè faz-chanjman-kodaj se serye sèlman lè faz la nan siyal referans reseptè a ka kenbe senkronizasyon ak faz la nan konpayi asirans transmetè a.

Kite yon mesaj 

mesaj Lis