مفتاح تحويل التردد هو الأهم التعديل الرقمي تقنية ، وهي معروفة أيضًا باسم FSK. الإشارة لها الاتساع والتردد والمرحلة كخصائص. كل إشارة لها هذه الخصائص الثلاث. لزيادة أي خاصية من خصائص الإشارة ، يمكننا الانتقال إلى عملية التعديل. لأن هناك مزايا مختلفة لـ تقنية التعديل . في تلك بعض المزايا - الهوائي تقليل الحجم ، وتجنب تعدد إرسال الإشارات ، وتقليل نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) ، ويمكن أن يكون الاتصال بعيد المدى ممكنًا ، وما إلى ذلك. إذا قمنا بتعديل سعة إشارة الإدخال الثنائية وفقًا لإشارة الموجة الحاملة ، أي تسمى باسم مفتاح إزاحة السعة. هنا ، في هذه المقالة ، سنناقش ما هو مفتاح تحويل التردد وتعديل FSK وعملية إزالة التشكيل جنبًا إلى جنب مع مزاياها وعيوبها.
ما هي مفاتيح تحويل التردد؟
يتم تعريفه على أنه تغيير أو تحسين خصائص التردد لإشارة الإدخال الثنائية وفقًا لإشارة الموجة الحاملة. يعد تباين السعة أحد العوائق الرئيسية في ASK. لذلك ، نظرًا لتقنية التعديل هذه المستخدمة في عدد قليل من التطبيقات فقط. كما أن كفاءة طاقة الطيف منخفضة أيضًا. يؤدي إلى إهدار الطاقة. لذلك للتغلب على هذه العيوب ، يفضل استخدام مفاتيح تحويل التردد. يُعرف FSK أيضًا باسم ثنائي تردد التحول القفل (BFSK). تصف نظرية مفتاح إزاحة التردد أدناه ما يحدث تعديل مفاتيح تحويل التردد .
نظرية مفاتيح تحويل التردد
تُظهر نظرية مفتاح إزاحة التردد هذه كيف تغيرت خصائص التردد للإشارة الثنائية وفقًا لإشارة الموجة الحاملة. في FSK ، يمكن إرسال المعلومات الثنائية من خلال إشارة الناقل جنبًا إلى جنب مع تغييرات التردد. يوضح الرسم البياني أدناه ملف مخطط كتلة مفتاح تحويل التردد .
مخطط كتلة FSK
في FSK ، تُستخدم إشارتا حاملة لإنتاج أشكال موجة مشكلة FSK. السبب وراء ذلك ، يتم تمثيل الإشارات المشكلة FSK من حيث ترددين مختلفين. الترددات تسمى 'تردد العلامة' و 'التردد الفضائي'. يمثل تردد العلامة المنطق 1 ويمثل التردد الفضائي المنطق 0. لا يوجد سوى اختلاف واحد بين إشارتَي الموجة الحاملة هاتين ، أي أن إدخال الموجة الحاملة 1 له تردد أكثر من دخل الموجة الحاملة 2.
مدخلات الحامل 1 = Ac Cos (2ωc + θ) t
دخل الناقل 2 = Ac Cos (2ωc-θ) t
يلعب مفتاح (مفاتيح) معدد الإرسال 2: 1 دورًا مهمًا في إنشاء خرج FSK. هنا يتم توصيل المحول بإدخال الناقل 1 لجميع المنطق 1 لتسلسل الإدخال الثنائي. والمفتاح (المفاتيح) متصل بإدخال الناقل 2 لجميع المنطق 0 للتسلسل الثنائي للإدخال. لذلك ، فإن الأشكال الموجية المعدلة FSK الناتجة لها ترددات محددة وترددات فضائية.
FSK- التشكيل-الإخراج-الموجي
سنرى الآن كيف يمكن إزالة تشكيل الموجة المعدلة FSK من جانب المستقبل. الإستخلاص يُعرَّف بأنه إعادة بناء الإشارة الأصلية من الإشارة المشكلة. يمكن أن يكون هذا الاستخلاص ممكنًا بطريقتين. هم انهم
- كشف FSK متماسك
- كشف FSK غير متماسك
الفرق الوحيد بين الطريقة المتماسكة وغير المتماسكة للكشف هو مرحلة الإشارة الحاملة. إذا كانت إشارة الموجة الحاملة التي نستخدمها في جانب المرسل وجانب المستقبل في نفس المرحلة أثناء عملية إزالة التشكيل ، أي تسمى طريقة متماسكة للكشف وتُعرف أيضًا باسم الاكتشاف المتزامن. إذا كانت إشارات الموجة الحاملة التي نستخدمها في جانب المرسل والمستقبل ليست في نفس المرحلة ، فإن عملية التشكيل هذه تُعرف باسم الكشف غير المتماسك. اسم آخر لهذا الكشف هو الاكتشاف غير المتزامن.
كشف FSK المتماسك
في هذا الكشف المتزامن FSK ، تأثرت الموجة المعدلة بالضوضاء أثناء الوصول إلى المستقبل. لذلك ، يمكن التخلص من هذه الضوضاء من استخدام مرشح ممر الموجة (BPF). هنا في مرحلة المضاعف ، يتم ضرب إشارة FSK المشوشة المزعجة مع إشارة الموجة الحاملة من المنطقة المحلية مذبذب جهاز. ثم تمر الإشارة الناتجة من BPF. هنا يتم تخصيص مرشح تمرير النطاق هذا لقطع التردد الذي يساوي تردد إشارة الإدخال الثنائي. لذلك يمكن السماح بنفس الترددات لجهاز القرار. هنا يعطي جهاز القرار هذا 0 و 1 للفضاء وعلامة الترددات للأشكال الموجية المعدلة FSK.
كشف FSK متماسك
كشف FSK غير المتماسك
يتم إرسال إشارة FSK المعدلة من مرشح ممر النطاق 1 و 2 بترددات مقطوعة تساوي الفراغ وتعليم الترددات. لذلك ، يمكن التخلص من مكونات الإشارة غير المرغوب فيها من BPF. ويتم تطبيق إشارات FSK المعدلة كمدخل لكاشفي الغلاف. كاشف الأظرف هذا عبارة عن دائرة بها الصمام الثنائي (د). بناءً على المدخلات إلى كاشف الأظرف ، فإنه يسلم إشارة الخرج. يستخدم كاشف الأظرف هذا في عملية إزالة تشكيل الاتساع. بناءً على مدخلاته ، فإنه يولد الإشارة ثم يتم إعادة توجيهها إلى جهاز العتبة. يعطي جهاز العتبة هذا المنطق 1 و 0 للترددات المختلفة. سيكون هذا مساويًا لتسلسل الإدخال الثنائي الأصلي. لذلك ، يمكن إجراء توليد FSK والكشف بهذه الطريقة. يمكن أن تكون هذه العملية معروفة لـ التشكيل وإزالة التشكيل بزحزحة التردد التجربة أيضا. في تجربة FSK هذه ، يمكن إنشاء FSK بواسطة IC المؤقت 555 ويمكن أن يكون الكشف ممكنًا بواسطة 565IC المعروف باسم حلقة مغلقة الطور (PLL) .
كشف FSK غير متماسك
هناك القليل مزايا وعيوب مفتاح تحويل التردد هي واردة ادناه.
مزايا
- عملية بسيطة لبناء الدائرة
- تغيرات السعة الصفرية
- يدعم معدل بيانات مرتفع.
- احتمالية منخفضة للخطأ.
- SNR عالية (نسبة الإشارة إلى الضوضاء).
- مناعة ضد الضوضاء أكثر من ASK
- يمكن أن يكون الاستقبال الخالي من الأخطاء ممكنًا مع FSK
- مفيد في الإرسال اللاسلكي عالي التردد
- يفضل استخدامه في الاتصالات عالية التردد
- تطبيقات رقمية منخفضة السرعة
سلبيات
- يتطلب عرض نطاق أكبر من ASK و PSK (مفتاح إزاحة الطور)
- نظرًا لمتطلبات النطاق الترددي الكبير ، فإن FSK هذا له قيود لاستخدامه فقط في أجهزة المودم منخفضة السرعة التي يبلغ معدل البت فيها 1200 بت / ثانية.
- معدل الخطأ في البتات أقل في قناة AEGN من مفتاح إزاحة الطور.
وهكذا ، فإن مفتاح تحويل التردد هي إحدى تقنيات التشكيل الرقمي الدقيقة لزيادة خصائص التردد للإشارة الثنائية للإدخال. باستخدام تقنية تعديل FSK ، يمكننا تحقيق اتصال خالٍ من الأخطاء في عدد قليل من التطبيقات الرقمية. لكن FSK هذا له معدل بيانات محدود ويستهلك المزيد من عرض النطاق الترددي يمكن التغلب عليه بواسطة QAM ، والذي يُعرف باسم تعديل السعة التربيعية. إنه مزيج من تعديل السعة وتعديل الطور.
