Amplitude Shift Keying (ASK) werken en toepassingen

Het belangrijkste en meest interessante concept in communicatie is Modulatie ​Het heeft verschillende soorten. Modulatie wordt gedefinieerd als het verbeteren van de signaalkarakteristieken amplitude, frequentie of fase met verwijzing naar het draaggolfsignaal. Als het ingangssignaal een analoge vorm heeft, wordt een dergelijke modulatie analoge modulatie genoemd. En als het ingangssignaal in de vorm van digitaal is, wordt een dergelijke modulatie digitale modulatie genoemd. Analoge vormen van signalen hebben last van vervorming, ruis en interferentie-effecten. Vanwege deze drie defecten hebben digitale signalen de voorkeur boven analoge. En bij digitale modulatie heeft het ingangssignaal de vorm van alleen digitaal. Het heeft slechts twee spanningsniveaus, hoog of laag. Maar in de analoog signaal , de spanning wordt voortgezet en beïnvloed door een soort ruis. Als het ingangssignaal in de vorm van digitaal is en als u probeert de amplitudekarakteristieken met betrekking tot het draaggolfsignaal te vergroten, wordt dit modulatieproces Amplitude Shift Keying genoemd. Het is ook bekend als ASK. Dit artikel bespreekt wat ASK is, en het belang ervan.

Amplitude Shift Keying Theory

Dit type modulatie valt onder Digitale modulatie schema's. Hier heeft het woord keying enig belang, d.w.z. keying geeft de transmissie van digitaal signaal over het kanaal aan. Door de amplitude shift keying-theorie kunnen we het proces van de ASK-techniek begrijpen.

analoge en digitale signalen

In ASK zijn twee ingangssignalen vereist: de eerste ingang is een binair reekssignaal en de tweede ingang is een draaggolfsignaal. Hier is het belangrijkste punt waar we altijd rekening mee moeten houden dat de tweede ingang, het draaggolfsignaal, het grotere amplitude / spanningsbereik heeft dan het binaire ingangssignaal.

Reden voor het kiezen van het hoge karakteristieke dragersignaal

Als u bijvoorbeeld ergens heen wilt, kunt u de bus kiezen voor transportdoeleinden. Zodra je je bestemming hebt bereikt, kom je uit de bus. Hier, wanneer u uw bestemming heeft bereikt, overweegt u niet de bus die u heeft geholpen om uw bestemming te bereiken. U gebruikt de bus alleen als medium. Dus ook hier om het modulatieproces te voltooien, gebruikt het ingevoerde binaire reekssignaal de dragersignalen om zijn bestemmingspunt te bereiken.

Nog een belangrijk punt is om hier te bedenken dat de amplitude van het dragersignaal groter moet zijn dan de amplitude van het binaire ingangssignaal. Binnen het bereik van de draaggolfamplitude gaan we de amplitude van het binaire ingangssignaal moduleren. Als de amplitude van het draaggolfsignaal kleiner is dan de binaire ingangssignaalspanning, dan leidt een dergelijk combinatiemodulatieproces tot overmodulatie en ondermodulatie-effecten. Dus om een ​​perfecte modulatie te bereiken, moet de enkelvoudige drager meer amplitudebereik hebben dan het binaire ingangssignaal.

vraag-blok-diagram

In amplitudeverschuivingssleuteltheorie varieert de amplitude van het binaire ingangssignaal volgens de spanning van het draaggolfsignaal. In ASK wordt het binaire ingangssignaal vermenigvuldigd met het dragersignaal samen met zijn tijdsintervallen. Tussen het eerste tijdsinterval van het binaire ingangssignaal vermenigvuldigd met het eerste tijdsinterval van de draaggolfsignaalspanning en hetzelfde proces gaat door voor alle tijdsintervallen. Als het binaire ingangssignaal gedurende een bepaald tijdsinterval logisch HOOG is, moet hetzelfde worden geleverd aan de uitgangspoorten met een toename in spanningsniveau. Het belangrijkste doel van de amplitudeverschuivingsmodulatie is dus het veranderen of verbeteren van de spanningskarakteristieken van het binaire ingangssignaal met betrekking tot het dragersignaal. Het onderstaande diagram geeft het blokdiagram van de Amplitudeverschuiving weer.

Op mengcircuitniveau

Wanneer de schakelaar gesloten is - voor alle logische HOGE tijdsintervallen, d.w.z. wanneer het ingangssignaal met logica 1 tijdens die intervallen, de schakelaar wordt gesloten en vermenigvuldigd met het dragersignaal dat wordt gegenereerd door de functiegenerator voor dezelfde duur.

Wanneer de schakelaar wordt geopend - wanneer het ingangssignaal logisch 0 heeft, wordt de schakelaar geopend en wordt er geen uitgangssignaal gegenereerd. Omdat de logische 0 van het ingangssignaal geen spanning heeft, dus tijdens deze intervallen wanneer het draaggolfsignaal ermee vermenigvuldigt, zal er een nuloutput komen. De uitgang is nul voor alle logische 0 intervallen van het binaire ingangssignaal. Mixerschakeling met pulsvormende filters en bandbeperkte filters voor het vormgeven van het ASK-uitgangssignaal.

vraag-modulatie-golfvormen

VRAAG schakelschema

Amplitude shift keying modulatiecircuit kan worden ontworpen met 555timer IC als een astabiele modus. Hier kan het draaggolfsignaal worden gevarieerd door de R1, R2 en C te gebruiken. De draaggolffrequentie kan onmiddellijk worden berekend door de formules als 0,69 * C * (R1 + R2). Een PIN 4 zullen we het binaire ingangssignaal toepassen en op PIN 3 zal het circuit de ASK-gemoduleerde golf genereren.

vraag-modulatie-circuit

VRAAG Demodulatieproces

Demodulatie is het proces waarbij het oorspronkelijke signaal op ontvangerniveau wordt gereconstrueerd. En het wordt gedefinieerd als, ongeacht het gemoduleerde signaal dat wordt ontvangen van het kanaal aan de ontvangerzijde, door de juiste gedemoduleerde technieken te implementeren om het originele ingangssignaal te herstellen / reproduceren bij de uitgangstrap van de ontvanger.

ASK-demodulatie kan op twee manieren worden gedaan. Zij zijn,

• Coherente detectie (synchrone demodulatie)
• Niet-coherente detectie (asynchrone demodulatie)

We starten het demodulatieproces met coherente detectie, ook wel synchrone ASK-detectie genoemd.

1). Coherente ASK-detectie

Bij deze manier van demodulatieproces bevindt het dragersignaal dat we gebruiken in het ontvangstadium zich in dezelfde fase als het dragersignaal dat we gebruiken in het zenderstadium. Het betekent dat het draaggolfsignaal op zender- en ontvangerstadia dezelfde waarden hebben. Dit type demodulatie wordt synchrone ASK-detectie of coherente ASK-detectie genoemd.

coherent-vraag-detectie-blokschema

De ontvanger ontvangt de ASK-gemoduleerde golfvorm van het kanaal, maar hier wordt deze gemoduleerde golfvorm bewerkstelligd met ruissignaal omdat deze wordt doorgestuurd vanuit het vrije ruimtekanaal. Dus dit kan later worden geëlimineerd de vermenigvuldiger podium met behulp van een laagdoorlaatfilter ​Vervolgens wordt het doorgestuurd vanuit het sample and hold-circuit om het om te zetten in discrete signaalvorm. Vervolgens wordt bij elk interval de discrete signaalspanning vergeleken met de referentiespanning (Vref) om het oorspronkelijke binaire signaal te reconstrueren.

2). Niet-coherente ASK-detectie

Hierin is het enige verschil dat het dragersignaal dat aan de zenderzijde en ontvangerzijde wordt gebruikt, niet met elkaar in dezelfde fase zijn. Om deze reden wordt deze detectie Non-coherente ASK-detectie (Asynchrone ASK-detectie) genoemd. Dit demodulatieproces kan worden voltooid door het apparaat met kwadratische wet te gebruiken. Het uitgangssignaal dat wordt gegenereerd door het kwadratische apparaat kan worden doorgestuurd door een laagdoorlaatfilter om het oorspronkelijke binaire signaal te reconstrueren.

niet-coherent-vraag-detectie-blokschema

Amplitude shift keying is een effectieve techniek om de ingangsamplitudekenmerken in communicatie te vergroten. Maar deze ASK-gemoduleerde golfvormen worden gemakkelijk beïnvloed door ruis. En dit leidt tot variaties in de amplitude. Hierdoor zullen er spanningsfluctuaties optreden in de uitgangsgolfvormen. Het tweede nadeel van de ASK-modulatietechniek is dat deze een lage energie-efficiëntie heeft. Omdat ASK de overmatige bandbreedte nodig heeft. Het leidt tot vermogensverlies in het spectrum van ASK.

Telkens wanneer twee binaire ingangssignalen moeten worden gemoduleerd, verdient amplitudeverschuivingsmodulatie niet de voorkeur. Omdat het maar één invoer nodig heeft. Dus om deze Quadrature Amplitude Shift Keying (ASK) te overwinnen heeft de voorkeur. In deze modulatietechniek kunnen we twee binaire signalen moduleren met twee verschillende dragersignalen. Hier zijn deze twee dragersignalen in tegenfase met een verschil van 90 graden. Sin- en cosinussignalen worden gebruikt als draaggolven in kwadratuuramplitudeverschuiving. Het voordeel hiervan is dat het effectief de bandbreedte van het spectrum gebruikt. Het biedt meer energie-efficiëntie dan de amplitude shift keying.

amplitude-shift-keying-Matlab-Simulink

Amplitude shift keying Matlab Simulink kan worden ontworpen met Matlab tool. Nadat we de tool hebben geïnitialiseerd, kunnen we door de juiste stappen te volgen het ASK-circuit op het werkgebied tekenen. Door de juiste signaalwaarden te geven, kunnen we de gemoduleerde uitgangsgolfvormen krijgen

ASK-toepassingen

Modulatie speelt een belangrijke rol bij communicatie. En amplitude shift keying-toepassingen worden hieronder genoemd. Zij zijn:

• Lage frequentie RF toepassingen
• Domotica apparaten
• Apparaten voor industriële netwerken
• Draadloze basisstations
• Bandenspanningscontrolesystemen

Dus, Vraag (amplitude shift keying) is een digitale modulatietechniek om de amplitudekarakteristieken van het binaire ingangssignaal te vergroten. Maar zijn nadelen maken het zo beperkt. En deze nadelen kunnen worden ondervangen door de andere modulatietechniek, namelijk FSK.