نظرًا لأننا نعيش في عصر الاتصالات حيث يمكننا بسهولة نقل أي شكل من أشكال المعلومات (الفيديو والصوت وغيرها من البيانات) في شكل إشارات كهربائية إلى أي جهاز آخر أو منطقة مقصودة. على الرغم من أنه من الشائع في تجربتنا الإدراكية أن إرسال أو استقبال الإشارات أو البيانات أمر بسيط ، إلا أنه يتضمن إجراءات وإمكانيات وسيناريوهات معقدة للغاية ضمن نظم الاتصالات . لذلك ، في نطاق أنظمة الاتصال ، تتحمل مسرحيات التعديل مسؤولية حاسمة في نظام الاتصال لتشفير المعلومات رقميًا في العالم التناظري. من المهم جدًا تعديل الإشارات قبل إرسالها إلى قسم المستقبِل لنقل مسافة أكبر ونقل بيانات دقيق واستقبال بيانات منخفض الضوضاء. للتوضيح ، دعنا نتعمق في المفهوم التفصيلي لمعرفة ما هو التعديل والأنواع المختلفة فيه وما هي أنواع تعديل التقنيات المستخدمة في أنظمة الاتصال.
ما هو التعديل؟
التحوير هو عملية تغيير خصائص الموجة التي سيتم إرسالها عن طريق تراكب إشارة الرسالة على إشارة التردد العالي. في هذه العملية ، يقوم الفيديو والصوت وإشارات البيانات الأخرى بتعديل الإشارات عالية التردد - والمعروفة أيضًا باسم موجه ناقله . يمكن أن تكون هذه الموجة الحاملة DC أو AC أو سلسلة نبضية حسب التطبيق المستخدم. عادة ، يتم استخدام موجة جيبية عالية التردد كإشارة موجة حاملة.
يتم تصنيف تقنيات التعديل هذه إلى نوعين رئيسيين: التناظرية والرقمية أو تعديل النبض . قبل إجراء مزيد من المناقشة حول الأنواع المختلفة لتقنيات التعديل ، دعونا نفهم أهمية التعديل.
لماذا يستخدم التعديل في الاتصال؟
- في تقنية التشكيل ، يتم رفع تردد إشارة الرسالة إلى مدى بحيث يكون أكثر فائدة للإرسال. توضح النقاط التالية أهمية التعديل في نظام الاتصال.
- في نقل الإشارة ، يتم إرسال الإشارات من مصادر مختلفة عبر قناة مشتركة في وقت واحد باستخدام معددات الإرسال. إذا تم إرسال هذه الإشارات في وقت واحد مع عرض نطاق معين ، فإنها تسبب تداخلاً. للتغلب على ذلك ، يتم تشكيل إشارات الكلام على ترددات حاملة مختلفة حتى يتمكن المستقبِل من ضبطها على النطاق الترددي المطلوب الذي يختاره ضمن نطاق الإرسال.
- سبب تقني آخر هو هوائي حجم الهوائي يتناسب عكسياً مع تردد الإشارة المشعة. يكون ترتيب حجم فتحة الهوائي على الأقل واحدًا في عُشر الطول الموجي للإشارة. حجمه غير عملي إذا كانت الإشارة 5 kHz وبالتالي فإن رفع التردد عن طريق عملية التشكيل سيقلل بالتأكيد من ارتفاع الهوائي.
- يعد التعديل مهمًا لنقل الإشارات عبر مسافات كبيرة لأنه لا يمكن إرسال إشارات منخفضة التردد لمسافات أطول.
- وبالمثل ، يعد التعديل مهمًا أيضًا لتخصيص المزيد من القنوات للمستخدمين ولزيادة مناعة الضوضاء.
للبدء في التعرف على المعلومات التفصيلية لتقنيات التعديل ، أخبرنا عن أنواع إشارات في عملية التشكيل .
تعديل الإشارة
تسمى هذه الإشارة أيضًا بأنها إشارة رسالة. إنه يحتفظ بالبيانات التي يجب نقلها ولذا يُطلق عليها إشارة رسالة. تعتبر إشارة النطاق الأساسي حيث تخضع لعملية تعديل ليتم بثها أو توصيلها. وبسبب هذا ، فهي إشارة التعديل.
إشارة الناقل
هذا هو النطاق العالي لإشارة التردد التي لها سعة وتردد ومستويات طور محددة ، ولكنها لا تحتوي على أي بيانات. لذلك ، يطلق عليه إشارة الناقل لأنه فارغ. يستخدم هذا ببساطة لإرسال الرسالة إلى قسم المستقبل بعد عملية التشكيل.
إشارة معدلة
تسمى الإشارة اللاحقة التي يتم الحصول عليها بعد إجراء التشكيل بالإشارة المشكلة. هذا هو نتاج كل من الإشارات الحاملة والتشكيل.
أنواع مختلفة من التعديل
نوعي التعديل: تم بالفعل مناقشة تقنيات التعديل التناظري والرقمي. في كلتا التقنيتين ، يتم تحويل معلومات النطاق الأساسي إلى إشارات تردد لاسلكي ، ولكن في التشكيل التمثيلي ، هذه الاتصالات RF الإشارات هي نطاق مستمر من القيم ، بينما في التعديل الرقمي ، تكون هذه حالات منفصلة مرتبة مسبقًا.
أنواع التعديل
التحوير التناظري
في هذا التشكيل ، يتم استخدام موجة جيبية متغيرة باستمرار كموجة حاملة تعدل إشارة الرسالة أو إشارة البيانات. تظهر الوظيفة العامة للموجة الجيبية في الشكل أدناه ، حيث يمكن تغيير ثلاث معلمات للحصول على تعديل - وهي بشكل أساسي السعة والتردد والطور ، وبالتالي أنواع التعديل التناظري هي:
- تعديل السعة (AM)
- تعديل التردد (FM)
- تعديل المرحلة (PM)
في تعديل السعة ، يتنوع اتساع الموجة الحاملة بما يتناسب مع إشارة الرسالة ، وتظل العوامل الأخرى مثل التردد والمرحلة ثابتة. تظهر الإشارة المشكلة في الشكل أدناه ، ويتكون طيفها من نطاق تردد منخفض ونطاق تردد أعلى ومكونات تردد الموجة الحاملة. يتطلب هذا النوع من التعديل عرض نطاق ترددي أكبر وقدرة أكبر. التصفية صعبة للغاية في هذا التعديل.
أنواع التعديل التناظري
تعديل التردد (FM) يغير تردد الموجة الحاملة بما يتناسب مع إشارة الرسالة أو البيانات مع الحفاظ على ثبات المعلمات الأخرى. تتمثل ميزة FM عبر AM في الحد من الضوضاء بشكل أكبر على حساب عرض النطاق الترددي في FM. يتم استخدامه في تطبيقات مثل الراديو والرادار والتنقيب الزلزالي عن بعد وما إلى ذلك. تعتمد الكفاءة وعرض النطاق على مؤشر التشكيل والحد الأقصى لتردد التشكيل.
في تعديل المرحلة ، تتنوع مرحلة الموجة الحاملة وفقًا لإشارة البيانات. في هذا النوع من التشكيل ، عندما يتم تغيير الطور ، فإنه يؤثر أيضًا على التردد ، لذلك يأتي هذا التعديل أيضًا تحت تعديل التردد.
يعد التعديل التناظري (AM و FM و PM) أكثر حساسية للضوضاء. إذا دخلت الضوضاء في نظام ما ، فإنها تستمر وتنتقل إلى المستقبل النهائي. لذلك ، يمكن التغلب على هذا العيب من خلال تقنية التعديل الرقمي.
صباحا
التعديل الرقمي
لتحسين الجودة والتواصل الفعال ، يتم استخدام تقنية التعديل الرقمي. تشمل المزايا الرئيسية للتشكيل الرقمي على التعديل التمثيلي القدرة المسموح بها وعرض النطاق الترددي المتاح ومناعة الضوضاء العالية. في التشكيل الرقمي ، يتم تحويل إشارة الرسالة من رسالة تناظرية إلى رقمية ثم يتم تشكيلها باستخدام موجة حاملة.
يتم تشغيل الموجة الحاملة أو تشغيلها وإيقاف تشغيلها لإنشاء نبضات بحيث يتم تعديل الإشارة. على غرار التناظرية ، هنا تحدد المعلمات مثل السعة والتردد وتغير الطور للموجة الحاملة نوع التشكيل الرقمي.
ال أنواع التعديل الرقمي تعتمد على نوع الإشارة والتطبيق المستخدم مثل مفتاح تغيير الاتساع ، مفتاح تحويل التردد ، مفتاح تغيير الطور ، مفتاح تغيير الطور التفاضلي ، مفتاح التحول في المرحلة التربيعية ، مفتاح التحول الأدنى ، مفتاح التحول الأدنى الغوسي ، تعدد تقسيم التردد المتعامد ، إلخ. ، كما هو موضح في الشكل.
يعمل مفتاح إزاحة السعة على تغيير اتساع موجة الموجة الحاملة بناءً على إشارة النطاق الأساسي أو إشارة الرسالة ، والتي تكون في تنسيق رقمي. يتم استخدامه لمتطلبات النطاق المنخفض وهو حساس للضوضاء.
في مفتاح إزاحة التردد ، يتغير تردد الموجة الحاملة لكل رمز في البيانات الرقمية. يحتاج إلى نطاقات أكبر كما هو موضح في الشكل. وبالمثل ، فإن مفتاح إزاحة الطور يغير طور الموجة الحاملة لكل رمز ويكون أقل حساسية للضوضاء.
تعديل التردد
من أجل إنشاء موجة ذات تردد مُعدَّل ، يتغير تردد الموجة الراديوية وفقًا لاتساع إشارة الدخل.
تعديل التردد
عندما يتم تعديل الموجة الصوتية مع الموجة الحاملة للتردد اللاسلكي ، فإن إشارة التردد المتولدة ستغير مستوى ترددها. يجب ملاحظة الاختلاف الذي تتحرك به الموجة لأعلى ولأسفل. يسمى هذا بالانحراف ويتم تمثيله عمومًا بانحراف kHz.
كمثال ، عندما يكون للإشارة انحراف إما + أو - 3 كيلو هرتز ، يتم تمثيلها على أنها ± 3 كيلو هرتز. هذا يعني أن إشارة الموجة الحاملة لها انحراف لأعلى ولأسفل بمقدار 3 كيلو هرتز.
تحتاج محطات البث التي تحتاج إلى نطاق تردد عالٍ جدًا في الطيف الترددي (في نطاق 88.5 - 108 ميجاهرتز) ، بالتأكيد إلى قدر كبير من الانحراف يبلغ حوالي 75 كيلو هرتز. وهذا ما يسمى تعديل التردد واسع النطاق. تتمتع الإشارات في هذا النطاق بالقدرة على المساعدة في الجودة العالية لعمليات الإرسال ، بينما تتطلب نطاقًا تردديًا أعلى أيضًا. بشكل عام ، يُسمح بـ 200 كيلو هرتز لكل WBFM. وبالنسبة إلى FM ضيق النطاق ، يكفي انحراف ± 3 كيلو هرتز.
أثناء تنفيذ موجة FM ، من المفيد معرفة مدى فعالية التعديل. هذا يمثل المعلمة في تحديد العوامل مثل معرفة نوع الإشارة سواء كانت إشارة FM ذات نطاق عريض أو نطاق ضيق. كما أنه يساعد في التأكد من أن جميع أجهزة الاستقبال أو أجهزة الإرسال الموجودة في النظام مبرمجة للتكيف مع النطاق المعياري للتشكيل حيث أن هذا يظهر تأثيرًا على عوامل مثل تباعد القنوات وعرض النطاق الترددي لجهاز الاستقبال وغيرها.
لذلك ، للدلالة على مستوى التعديل ، يجب تحديد مؤشر التعديل ومعلمات نسبة الانحراف.
المختلف أنواع تعديل التردد تشمل ما يلي.
النطاق الضيق FM
- ويسمى هذا النوع من تشكيل التردد حيث تكون قيمة دليل التشكيل ضئيلة للغاية.
- عندما تكون قيمة مؤشر التعديل<0.3, then there will be an only carrier and corresponding sidebands having bandwidth as twice the modulating signal. So, β ≤ 0.3 is called narrow band frequency modulation.
- الحد الأقصى لمدى تردد التعديل هو 3 كيلو هرتز
- أقصى قيمة لانحراف التردد هي 75 كيلو هرتز
نطاق واسع FM
- ويسمى هذا النوع من تشكيل التردد حيث تكون قيمة مؤشر التشكيل كبيرة.
- عندما تكون قيمة مؤشر التشكيل> 0.3 ، سيكون هناك أكثر من نطاقين جانبيين لهما عرض نطاق يساوي ضعف إشارة التشكيل. عندما تزداد قيمة مؤشر التعديل ، يزداد عدد النطاقات الجانبية. لذلك ، β> 0.3 يسمى تعديل تردد النطاق الضيق.
- النطاق الأقصى لترددات التعديل بين 30 هرتز - 15 كيلو هرتز
- أقصى قيمة لانحراف التردد هي 75 كيلو هرتز
- يحتاج تعديل التردد هذا إلى نطاق عرض نطاق أعلى يكون تقريبًا 15 مرة قبل تشكيل تردد النطاق الضيق.
الأنواع الأخرى لتقنيات التعديل المستخدمة في نظام الاتصالات هي:
- مفتاح إزاحة الطور الثنائي
- مفتاح التحول الطوري التفاضلي
- مفتاح إزاحة الطور التربيعي التفاضلي
- الإزاحة التربيعية إزاحة القفل
- صوت FSK
- متعدد FSK
- نغمة FSK مزدوجة
- مفتاح التحول الأدنى
- مفتاح التحول الأدنى Gaussian
- نوع التعريشة المشفر من التعديل
مزايا الأنواع المختلفة من التعديل
لأغراض الإرسال ، حجم ملف هوائي يجب أن يكون كبيرًا جدًا قبل عدم اقتراح تقنية التعديل. يتم تقييد مستوى الاتصال حيث لن تكون هناك اتصالات بعيدة المدى لا تحتوي على أي مستويات من التشوهات.
لذلك ، مع تطور التعديل ، هناك العديد من فوائد الاستخدام نظم الاتصالات . وميزة التعديل هي:
- يمكن تصغير حجم الهوائي
- لا يحدث أي نوع من توحيد الإشارات
- تم تحسين نطاق الاتصال
- ستكون هناك إمكانية مضاعفة
- يمكن للمرء ضبط النطاق الترددي حسب المتطلبات
- تزداد جودة الاستقبال
- أداء وفعالية أفضل
تطبيقات لأنواع مختلفة من التعديل
هناك مجموعة واسعة من تقنيات التعديل المختلفة وهي:
- نفذت في أنظمة المزج الموسيقي والتسجيل بالشريط المغناطيسي
- لتتبع مراقبة EEG للأطفال حديثي الولادة
- تستخدم في القياس عن بعد
- مستعمل في رادار
- تقنيات البث FM
لتجنب جعل هذه المقالة معقدة ، تم استثناء بعض المعادلات الرياضية والمعلومات المتعمقة حول أنظمة الاتصالات الرقمية منها. ومع ذلك ، فإن الجهود المبذولة لإخراج هذه المادة تضمن معلومات أساسية عن مختلف أنواع التعديل في نظام الاتصالات . أيضًا ، من المهم أن يكون لديك فكرة واضحة عن ماهية ملفات
