FSK modulācija un demodulācija


Vispārīgā gadījumā FSK modulācija ir ciparu signālu modulācija, kura tiek izmantota binārās informācijas modulēšanai, kur nesējfrekvence mainās, mainoties ciparu signāla vērtībām, proti, augsts signāla līmenis tiek attēlots, izmantojot vienu frekvenci, kura parasti ir augstāka nekā tā, kura tiek izmantota zema signāla līmeņa attēlošanai (skatīt 1.1.att.).

 1.1.att. FSK modulācijas signāls pie mainīgas datu plūsmas ieejā


Vienkāršā gadījumā FSK modulators darbojas tā, ka, izmantojot binārās informācijas datu plūsmu, notiek pārslēgšanās starp diviem signālu ģeneratoriem, kur abas ģenerēto signālu frekvences ir tuvas, bet atšķirīgas, kur kā vadības signāls, lai zinātu, uz kuru no frekvencēm pārslēgties, tiek izmantota ieejas datu plūsma, kuras frekvencei ir jābūt daudz mazākai nekā abām signālu ģeneratoru frekvencēm, lai vēlāk veiksmīgi varētu atgūt bināro informāciju.

Piemēram, ja augsts signāla līmenis tiek apzīmēts ar 20 kHz frekvenci, bet zems signāla līmenis tiek apzīmēts ar 18 kHz frekvenci, tad nobīde ir 2 kHz (20 kHz - 18 kHz), kur centra frekvence ir (20+18)/2 = 19 kHz, bet frekvenču deviācija (f1 un f2 novirze no centra frekvences) ir vienāda ar 2 kHz/2 = 1 kHz.

Lai no FSK modulēta signāla atgūtu sākotnējo informāciju, ir nepieciešams veikt demodulāciju. Runājot par FSK demodulāciju, pamatā tiek izmantotas divas metodes: sinhronā un asinhronā.

Asinhronais demodulators sastāv no diviem joslas filtriem ieejas daļā, kur katrs no tiem ir noskaņots uz savu frekvenci (f1 un f2), kur signāls to izejā izskatās kā amplitūdas izmaiņu manipulācijas (ASK) signāls, aiz kuriem seko divi detektori, pēc kuriem seko abu uztverto signālu pārveidošana binārā formā, izmantojot komparatoru, kurš nosaka, uz kuru no ieejām ir padots signāls ar lielāku amplitūdu, kas rezultātā noved pie tā, ka tiek atgūta sākotnējā informācija, jo komparatora izejā tiek padots zema vai augsta signāla līmenis.

1.2.att. Asinhronais FSK demodulators

Sinhronais demodulators sastāv no diviem jaucējiem un lokālajiem signālu ģeneratoriem ieejas daļā, kuri ģenerē frekvences f1 un f2, lai vēlāk iegūtu uztvertā FSK signāla (ieejas) un f1 un f2 frekvenču summu un starpību frekvences, kur tālāk parasti izmanto starpību (lejuppārveidošana), kur tālāk seko joslas vai zemfrekvenču filtri, lai nofiltrētu nevajadzīgās frekvences, lai aiz abiem joslas filtriem iegūtu augstu un zemu signālu līmeni apzīmējošās frekvences, kur beigās seko abu uztverto signālu pārveidošana binārā formā, kas rezultātā noved pie tā, ka tiek atgūta sākotnējā informācija (skatīt 1.3.att.).
1.3.att. Sinhronais FSK demodulators

Runājot par FSK modulācijas signāla spektru, spektrā tam ir redzamas divas komponentes, proti, gan zemu signāla līmeni apzīmējošā harmonika (frekvence), gan augstu signāla līmeni apzīmējošā harmonika (skatīt 1.4.att.).
1.4.att. FSK modulācijas spektrs
UZ SĀKUMU