Amplitude Shift Keying (ASK) การทำงานและการใช้งาน

ลองใช้เครื่องมือของเราเพื่อกำจัดปัญหา





แนวคิดที่สำคัญและน่าสนใจที่สุดในการสื่อสารคือ การมอดูเลต . มันมีประเภทต่างๆ การมอดูเลตหมายถึงการปรับปรุงแอมพลิจูดลักษณะสัญญาณความถี่หรือเฟสโดยอ้างอิงสัญญาณพาหะ หากสัญญาณอินพุตเป็นรูปแบบอะนาล็อกการมอดูเลตดังกล่าวจะเรียกว่าการมอดูเลตแบบแอนะล็อก และถ้าสัญญาณอินพุตอยู่ในรูปของดิจิตอลการมอดูเลตดังกล่าวเรียกว่า Digital modulation สัญญาณในรูปแบบอะนาล็อกได้รับผลกระทบจากความผิดเพี้ยนสัญญาณรบกวนและการรบกวน เนื่องจากข้อบกพร่องทั้งสามนี้สัญญาณดิจิทัลจึงเป็นที่ต้องการมากกว่าอนาล็อก และในการมอดูเลตแบบดิจิทัลสัญญาณอินพุตจะอยู่ในรูปแบบของดิจิตอลเท่านั้น มีเพียงสองระดับแรงดันไฟฟ้าสูงหรือต่ำ แต่ใน สัญญาณอนาล็อก แรงดันไฟฟ้ายังคงต่อเนื่องและได้รับผลกระทบจากสัญญาณรบกวนบางประเภท หากสัญญาณอินพุตในรูปแบบของดิจิทัลและหากคุณพยายามเพิ่มลักษณะความกว้างที่เกี่ยวข้องกับสัญญาณพาหะกระบวนการมอดูเลตนี้เรียกว่า Amplitude Shift Keying เป็นที่รู้จักกันในชื่อ ASK บทความนี้กล่าวถึงสิ่งที่ถามและความสำคัญ

Amplitude Shift Keying Theory

การมอดูเลตประเภทนี้อยู่ภายใต้ การมอดูเลตแบบดิจิทัล แผนการ ในที่นี้การคีย์คำมีความสำคัญเช่นการคีย์เป็นการระบุการส่งสัญญาณดิจิทัลผ่านช่องสัญญาณ โดยทฤษฎีการเปลี่ยนคีย์แอมพลิจูดเราสามารถเข้าใจกระบวนการของเทคนิค ASK




สัญญาณอนาล็อกและดิจิตอล

ใน ASK ต้องใช้สัญญาณอินพุตสองสัญญาณอินพุตแรกคือสัญญาณลำดับไบนารีและอินพุตที่สองคือสัญญาณพาหะ ที่นี่จุดที่สำคัญที่สุดเราต้องพิจารณาอินพุตที่สองซึ่งเป็นสัญญาณพาหะมีช่วงแอมพลิจูด / แรงดันไฟฟ้ามากกว่าสัญญาณลำดับไบนารีอินพุต



เหตุผลในการเลือกสัญญาณพาหะลักษณะสูง

ตัวอย่างเช่นหากคุณต้องการไปที่ใดที่หนึ่งคุณสามารถเลือกรถบัสเพื่อการขนส่งได้ เมื่อคุณถึงจุดหมายปลายทางคุณก็ออกมาจากรถบัส ที่นี่เมื่อคุณไปถึงจุดหมายปลายทางคุณไม่ได้คำนึงถึงรถบัสที่คุณช่วยให้ไปถึงจุดหมายปลายทาง คุณกำลังใช้รถบัสเป็นเพียงสื่อ ดังนั้นในที่นี้เพื่อให้กระบวนการมอดูเลตเสร็จสมบูรณ์สัญญาณลำดับไบนารีอินพุตโดยใช้สัญญาณพาหะเพื่อไปยังจุดปลายทาง

จุดสำคัญอีกประการหนึ่งคือการพิจารณาที่นี่แอมพลิจูดของสัญญาณพาหะควรมากกว่าแอมพลิจูดของสัญญาณไบนารีอินพุต ภายในช่วงแอมพลิจูดของผู้ให้บริการเราจะปรับความกว้างของสัญญาณอินพุตไบนารี หากแอมพลิจูดของสัญญาณพาหะน้อยกว่าแรงดันสัญญาณไบนารีอินพุตกระบวนการมอดูเลตแบบรวมดังกล่าวจะนำไปสู่การมอดูเลตเกินและภายใต้ผลการมอดูเลต ดังนั้นเพื่อให้ได้ผู้ให้บริการการมอดูเลตที่สมบูรณ์แบบควรมีช่วงแอมพลิจูดมากกว่าสัญญาณไบนารีอินพุต

ถามบล็อกไดอะแกรม

ถามบล็อกไดอะแกรม

ในทฤษฎีการเปลี่ยนคีย์แอมพลิจูดความกว้างของสัญญาณไบนารีอินพุตจะแตกต่างกันไปตามแรงดันสัญญาณพาหะ ใน ASK สัญญาณไบนารีอินพุตจะถูกคูณด้วยสัญญาณพาหะพร้อมกับช่วงเวลา ระหว่างช่วงเวลาแรกของสัญญาณไบนารีอินพุตคูณกับช่วงเวลาแรกของแรงดันสัญญาณผู้ให้บริการและกระบวนการเดียวกันจะดำเนินต่อไปในทุกช่วงเวลา หากสัญญาณไบนารีอินพุตเป็นลอจิกสูงในช่วงเวลาหนึ่งควรส่งสัญญาณเดียวกันที่พอร์ตเอาต์พุตโดยเพิ่มระดับแรงดันไฟฟ้า ดังนั้นจุดมุ่งหมายหลักของการมอดูเลตคีย์การเปลี่ยนแอมพลิจูดคือการเปลี่ยนหรือปรับปรุงลักษณะแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณไบนารีอินพุตที่เกี่ยวข้องกับสัญญาณพาหะ แผนภาพด้านล่างแสดงแผนภาพบล็อกการเปลี่ยนคีย์ Amplitude shift


ที่ระดับวงจรมิกเซอร์

เมื่อสวิตช์ถูกปิด - สำหรับทุกช่วงเวลาลอจิกสูงเช่นเมื่อสัญญาณอินพุตที่มีลอจิก 1 ระหว่างช่วงเวลาเหล่านั้นสวิตช์จะปิดและคูณกับสัญญาณพาหะซึ่งสร้างจากตัวสร้างฟังก์ชันในช่วงเวลาเดียวกัน

เมื่อสวิตช์ถูกเปิด - เมื่อสัญญาณอินพุตที่มีลอจิก 0 สวิตช์จะเปิดขึ้นและจะไม่มีการสร้างสัญญาณเอาต์พุต เนื่องจากลอจิกสัญญาณไบนารีอินพุต 0 ไม่มีแรงดันไฟฟ้าดังนั้นในช่วงเวลาเหล่านี้เมื่อสัญญาณพาหะทวีคูณด้วยเอาต์พุตศูนย์จะมา เอาต์พุตเป็นศูนย์สำหรับช่วงลอจิก 0 ทั้งหมดของสัญญาณไบนารีอินพุต วงจรมิกเซอร์ที่มีตัวกรองการสร้างพัลส์และตัวกรองแบบ จำกัด วงสำหรับสร้างสัญญาณเอาต์พุต ASK

ถาม - มอดูเลต - รูปคลื่น

ถาม - มอดูเลต - รูปคลื่น

ถามแผนภาพวงจร

สามารถออกแบบวงจรมอดูเลชั่นคีย์การเปลี่ยนแอมพลิจูดด้วย 555timer IC เป็นโหมด Astable ที่นี่สัญญาณผู้ให้บริการสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยใช้ R1, R2 และ C ความถี่ของพาหะสามารถคำนวณได้ทันทีโดยสูตรเป็น 0.69 * C * (R1 + R2) PIN 4 เราจะใช้สัญญาณไบนารีอินพุตและที่ PIN 3 วงจรจะสร้างคลื่นมอดูเลต ASK

ถาม - มอดูเลตวงจร

ถาม - มอดูเลตวงจร

ถามกระบวนการ Demodulation

Demodulation เป็นกระบวนการสร้างสัญญาณเดิมที่ระดับเครื่องรับ และถูกกำหนดให้เป็นสัญญาณมอดูเลตที่ได้รับจากช่องสัญญาณที่ด้านข้างของเครื่องรับโดยใช้เทคนิค demodulated ที่เหมาะสมเพื่อกู้คืน / สร้างสัญญาณอินพุตดั้งเดิมที่ขั้นตอนเอาต์พุตของเครื่องรับ

ASK demodulation สามารถทำได้สองวิธี พวกเขาคือ,

  • การตรวจจับที่สอดคล้องกัน (การแยกสัญญาณแบบซิงโครนัส)
  • การตรวจจับแบบไม่เชื่อมต่อกัน (การแยกสัญญาณแบบอะซิงโครนัส)

เราจะเริ่มกระบวนการ demodulation ด้วยการตรวจจับที่สอดคล้องกันซึ่งเรียกอีกอย่างว่าการตรวจจับ ASK แบบซิงโครนัส

1). การตรวจหา ASK ที่สอดคล้องกัน

ในกระบวนการ demodulation นี้สัญญาณพาหะที่เราใช้ในระยะรับสัญญาณจะอยู่ในเฟสเดียวกันกับสัญญาณพาหะที่เราใช้ในขั้นตอนเครื่องส่งสัญญาณ หมายความว่าสัญญาณพาหะที่ระยะเครื่องส่งและเครื่องรับมีค่าเท่ากัน การแยกสัญญาณประเภทนี้เรียกว่าการตรวจจับ ASK แบบซิงโครนัสหรือการตรวจจับ ASK ที่สอดคล้องกัน

สอดคล้องกันถามตรวจจับบล็อกไดอะแกรม

สอดคล้องกันถามตรวจจับบล็อกไดอะแกรม

เครื่องรับได้รับรูปคลื่น ASK มอดูเลตจากช่องสัญญาณ แต่ที่นี่รูปคลื่นมอดูเลตนี้มีผลกับสัญญาณรบกวนเนื่องจากส่งต่อจากช่องว่าง ดังนั้นจึงสามารถกำจัดเสียงรบกวนได้ ตัวคูณ เวทีโดยความช่วยเหลือของ กรองผ่านต่ำ . จากนั้นจะถูกส่งต่อจากตัวอย่างค้างไว้สำหรับการแปลงเป็นรูปสัญญาณไม่ต่อเนื่อง จากนั้นในแต่ละช่วงแรงดันสัญญาณแบบแยกจะถูกเปรียบเทียบกับแรงดันอ้างอิง (Vref) เพื่อสร้างสัญญาณไบนารีดั้งเดิมขึ้นใหม่

2). การตรวจหา ASK ที่ไม่สอดคล้องกัน

ในกรณีนี้ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือสัญญาณพาหะซึ่งใช้ที่ด้านเครื่องส่งและด้านเครื่องรับไม่ได้อยู่ในเฟสเดียวกันซึ่งกันและกัน ด้วยเหตุนี้การตรวจจับนี้จึงเรียกว่าเป็นการตรวจจับ ASK แบบไม่ต่อเนื่อง (Asynchronous ASK detection) กระบวนการ demodulation นี้สามารถทำได้โดยใช้กับอุปกรณ์กฎกำลังสอง สัญญาณเอาท์พุตที่สร้างจากอุปกรณ์กฎกำลังสองสามารถส่งต่อผ่านตัวกรองความถี่ต่ำเพื่อสร้างสัญญาณไบนารีดั้งเดิมขึ้นใหม่

ไม่สอดคล้องกันถามตรวจจับบล็อกไดอะแกรม

ไม่สอดคล้องกันถามตรวจจับบล็อกไดอะแกรม

การเปลี่ยนคีย์แอมพลิจูดเป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพในการเพิ่มลักษณะแอมพลิจูดอินพุตในการสื่อสาร แต่รูปคลื่นที่มอดูเลต ASK เหล่านี้ได้รับผลกระทบจากสัญญาณรบกวนได้ง่าย และสิ่งนี้นำไปสู่การแปรผันของแอมพลิจูด ด้วยเหตุนี้จะมีความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าในรูปคลื่นเอาต์พุต ข้อเสียเปรียบประการที่สองของเทคนิคการมอดูเลต ASK คือมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำ เนื่องจาก ASK ต้องการแบนด์วิดท์ที่มากเกินไป นำไปสู่การสูญเสียพลังงานในสเปกตรัมของ ASK

เมื่อใดก็ตามที่จะปรับสัญญาณไบนารีอินพุตสองสัญญาณการมอดูเลตการเปลี่ยนคีย์แอมพลิจูดไม่เป็นที่นิยม เนื่องจากต้องใช้เพียงอินพุตเดียวเท่านั้น ดังนั้นในการเอาชนะ Quadrature Amplitude Shift Keying (ASK) นี้จึงเป็นที่ต้องการ ในเทคนิคการมอดูเลตนี้เราสามารถปรับสัญญาณไบนารีสองสัญญาณด้วยสัญญาณพาหะที่แตกต่างกันสองสัญญาณ ที่นี่สัญญาณผู้ให้บริการทั้งสองนี้อยู่ในเฟสตรงข้ามกันโดยมีความแตกต่างกัน 90 องศา สัญญาณบาปและโคไซน์ถูกใช้เป็นพาหะในการกดแป้นเลื่อนแอมพลิจูดพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัส ข้อดีของสิ่งนี้คือใช้แบนด์วิดท์ของสเปกตรัมได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีประสิทธิภาพในการใช้พลังงานมากกว่าการกดแป้นเลื่อนแอมพลิจูด

แอมพลิจูดกะ - คีย์ - แมทแล็บ - ซิมูลิงค์

แอมพลิจูดกะ - คีย์ - Matlab-Simulink

การปรับขนาดแอมพลิจูด Matlab Simulink สามารถออกแบบด้วยเครื่องมือ Matlab หลังจากเริ่มต้นเครื่องมือโดยทำตามขั้นตอนที่เหมาะสมเราสามารถวาดวงจร ASK บนพื้นที่ทำงานได้ ด้วยการให้ค่าสัญญาณที่เหมาะสมเราจะได้รูปคลื่นเอาท์พุตแบบมอดูเลต

ถามแอปพลิเคชัน

การมอดูเลตมีหน้าที่สำคัญในการสื่อสาร และแอพพลิเคชั่นการเปลี่ยนคีย์แอมพลิจูดจะกล่าวถึงด้านล่าง พวกเขาคือ:

  • ความถี่ต่ำ RF แอปพลิเคชัน
  • ระบบอัตโนมัติในบ้าน อุปกรณ์
  • อุปกรณ์เครือข่ายอุตสาหกรรม
  • สถานีฐานไร้สาย
  • ระบบตรวจสอบแรงดันลมยาง

ด้วยประการฉะนี้ ถาม (การเปลี่ยนแอมพลิจูดคีย์) เป็นเทคนิคการมอดูเลตแบบดิจิทัลเพื่อเพิ่มลักษณะแอมพลิจูดของสัญญาณไบนารีอินพุต แต่ข้อเสียของมันทำให้มีข้อ จำกัด และข้อเสียเหล่านี้สามารถเอาชนะได้ด้วยเทคนิคการมอดูเลตอื่น ๆ ซึ่งก็คือ FSK