دانلود پروژه رایگان انواع مدولاسیون ها با MATLAB

دانلود پروژه رایگان انواع مدولاسیون ها با MATLAB

mily: TimesNewRomanPS-BoldMT;font-sizeقسمت مخابرات دریایی
١
مدولاسیون
مقدمه:
مدوله سازي یکی ازاعمال مهمی است که براي انتقال موثر و مطمئن اطلاعات در فرستنده صورت می پذیرد.مدوله سازي شامل دو شکل
موج است. یک سیگنال مدوله گر که نماینده پیام است ویک موج حامل که با توجه به کاربرد مشخص و مورد نظر انتخاب می شود. مدوله
کننده موج حامل را هماهنگ با تغییرات سیگنال مدوله گر تغییر می دهد. در نتیجه موج مدوله شده حاصله اطلاعات پیام را حمل می
کند.بطور کلی ترجیح داده می شود عمل مدوله سازي پدیده اي معکوس باشد بطوریکه اطلاعات را بتوان با استفاده از فرآیند مکمل
ومشابه بنام مدوله سازي دوباره بدست آورد. جالب توجه است که شما در هنگام صحبت کردن بعنوان یک مدوله کننده موج پیوسته عمل
می نمائید.انتقال صحبت شما در هوا در واقع توسط ایجاد نواهاي حامل درتارهاي صوتی و مدوله کردن این نواها بوسیله حرکت ماهیچه
اي حفره صوتی صورت می پزیرد. هم چنین صحبتی که گوش انسان می شنود موج صوتی مدوله شده می باشد. هدف اصلی در مدوله
سازي،تولید سیگنال مدوله شده مناسب با مشخصه هاي کانال انتقال می باشد.
در واقــع علــل وانگیــزه هــاي اســتفاده از مدولــه ســازي را در سیســتم هــاي مخــابراتی مــی تــوان بــه صــورت زیــر ذکــر کــرد:
-1انتقال سیگنال به فواصل دور معمـولا ً شـامل مـوج الکترومغناطیسـی اسـت کـه در محـیط هـدایت کننـده و یـا بـدون آن در حـال
حرکـت مـی باشـد. کـارایی و مـوثر بـودن هـر روش انتقـال بـه فرکـانس سـیگنال ارسـالی بسـتگی دارد. بـا اسـتفاده از خاصـیت
جابجایی فرکانسی مدوله سازي اطلاعات پیـام را مـی تـوان در حـاملی کـه فرکـانس آن بـراي روش انتقـال مـورد نظـر مناسـب مـی
باشد قرار داد. به عنوان مثال انتشار رادیویی دید مستقیم بـه آنتنهـایی کـه بـا ابعـاد فیزیکـی حـداقل یـک دهـم طـول مـوج سـیگنال
نیاز دارد.براي انتقال مدوله نشده سیگنال صوتی کـه مولفـه سـیگنال پـایین آن حتـی 100هرتـز نیـز مـی رسـد آتـن هـائی بـه طـول
حدوداً 300کیلو متر مطرح مـی شـوند. انتقـال مدولـه شـده سـیگنال مـذکور در 100مگـا هرتـز ماننـد رادیـویی FMباعـث کـاهش
طول آنتن به طول حدود یک متر میگـردد. در فرکانسـهاي پـائین 100مگـا هرتـز حالـت انتشـار دیگـري نیـز وجـود دارد کـه کـارایی
بهتر واندازه آنتن قابل قبول دارند.
-2در طراحی یک سیستم مخابراتی همیشـه هزینـه ودر دسـترس بـودن سـخت افـزار بایـد در نظـر گرفتـه شـود. کیفیـت وعملکـرد
سـخت افـزار نیـز بـه فرکـانس بسـتگی دارد. طـراح یـک سیسـتم مخـابراتی مـی توانـد بـا اسـتفاده از مدولـه سـازي سـیگنال را
درگستره اي از فرکانس قرار دهد تا درحـد امکـان دچـار محـدودیت هـاي سـخت افـزاري نشـود.نکتـه مهـم در ایـن رابطـه پهنـاي
باند نسبی است که بصـورت نسـبت پهنـاي بانـد مطلـق بـه فرکـانس مرکـزي تعریـف مـی شـود. اگـر ایـن پهنـاي بانـد نسـبی در
قسمت مخابرات دریایی
٢
محدودي یک تا ده درصد قرار داده شود هزینه هاو پیچیدگی هـاي سـخت افـزار بـه حـداقل مقـدار خـود مـی رسـد. در واقـع پهنـاي
بانــد نســبی عامــل اصــلی دراســتفاده از واحــد هــاي مدولــه کننــده و دمدولــه کننــده در فرســتننده وگیرنــده مــی باشــد.
-3یک راه حل براي خنثی کردن اثرات تخریبی نـویز و تـداخل، افـزایش تـوان سـیگنال ارسـالی اسـت ولـی افـزایش تـوان عـلاوه
بر بالا بردن هزینه می تواند بـه وسـایل و دسـتگاه هـا صـدمه بزنـد.خوشـبختانه برخـی از انـواع مدولـه سـازي ماننـد مدولـه سـازي
فرکانس) (FMخاصیت با ارزش مقابلـه بـا هـر دو) نـویز و تـداخل( را داشـته و در نتیجـه بـا اسـتفاده از مدولـه سـازي هـاي مـذکور
می توان تا حد زیادي سـیگنال را در مقابـل اثـرات نـویز و تـداخل مصـون نگـاه داشـت. خاصـیت فـوق الـذکر را کـاهش نـویز بانـد
وسیع می نامند چون بر اسـاس آن پهنـاي بـا نـد انتقـال بایـد بـه مراتـب از پهنـاي بانـد سـیگنال مدولـه گـر بیشـتر باشـد. مدولـه
سازي باند وسیع باعث می شود که طراح بتواند با استفاده از پهناي باتد بیشتر توان سیگنال ارسالی را کاهش دهد.
-4یک گیرنده مانند رادیو یا تلویزیـون سـیگنال هـاي متعـددي را در هـر لحظـه از زمـان دریافـت مـی نمایـد. بـا اسـتفاده از مدولـه
سـازي سـیگنال هـر ایسـتگاه فرسـتنده داراي فرکـانس حـاملی اسـت کـه بـا فرکـانس حامـل فرسـتاده هـاي دیگـر متفـاوت مـی
باشد.بدین علت در گیرنده هر سیگنال مورد نظر با فیلتـر کـردن از سـایر سـیگنال هـا جـدا و آشـکار سـازي مـی شـود.بـدیهی اسـت
د رغیر اینصورت کلیـه سـیگنالهاي ارسـالی از فرسـتندهاي مختلـف بـا هـم تـداخل کـرده وآشـکار سـازي یـک سـیگنال بخصـوص
ومورد نظر امکان پـذیر نمـی باشـد. همچنـین بـا اسـتفاده از مدولـه سـازي مـی تـوان چنـد سـیگنال را بطورهمزمـان یـر روي یـک
کانال انتقال داد. این پدیـده راادغـام فرکانسـی مـی نامنـد و در آن هرسـیگنال بـا حامـل خاصـی مدولـه شـده و در ناحیـه خاصـی از
باند فرکانسی کانال قـرار داده مـی شـود. بعنـوان مثـال مـی تـوان 1800سـیگنال صـوتی را ادغـام فرکانسـی کـرده و بوسـیله یـک
کابل هم محور بقطر کمتر از یک سانتیمتر ارسال کـرد.بنـابراین بـا ادغـام فرکانسـی کـه پایـه واسـاس آن مدولـه سـازي اسـت مـی
تــــــــــــــــــــوان کــــــــــــــــــــآرایی مخــــــــــــــــــــابراتی را افــــــــــــــــــــزایش داد.
در ذیل توضیح مختصري درباره ي مدوله سازي پالس خواهیم داد :.
مدولاسیون پالسی
مدولاسیون پالسی را می توان براي ارسال اطلاعات آنالوگ نظیرسرعت یا دیتاي پیوسته به کاربرد در این سیستم از شکل موج هاي
پیوسته در فواصل زمانیمنظم نمونه برداري می شود. اطلاعات مربوط به سیگنال تنها در زمانهاي نمونه بردارینشده فرستاده می شود. البته
پالسهاي سنکرون کننده لازو نیز به همراه این اطلاعاتارسال می شود. اگر نمونه ها با سرعت مناسب گرفته شود در مقصد می توان شکل
موج اولیه را با استفاده از نمونه برداري ساخت. از آنجایی که اطلاعات در مورد سیگنالهائی مانندAMو FMبطور پیوسته نیست خروجی
گیرنده داراي اعوجاج اندکی است.
مدولاسیون پالسی به دو گروه بزرگ آنالوگ و دیجیتال قابل تقسیم است، در حالت اول دامنه یک پالس می تواند هر مقداري باشد در
قسمت مخابرات دریایی
٣
صورتی هک در حال دوم به ازاء هردامنه یک کد که نزدیک ترین مقدار را به نمونه بر داراست و از قبل تعیین شده است ارسال میشود.
مدولاسیون دامنه و زمانی پالس که بعداً برسی می گردد هر دو آنالوگ بوده درحالی که سیستم هاي مدولاسیون زمانی پالس و مدولاسیون
دیتا هر و دیجیتالی می باشند. تمام سیستم هاي مدولاسیونی که بحث خواهد شد بطور مشترك نمونه برداري شده اما تمام آنها بر حسب
دامنه نمونه برداري با هم متفاوت می باشند.
دو نوع مدولاسیون انالوگ پالسی، مدولاسیون دامنه اي پالس و زمانی پالس تقریباً معادل با مدولاسیون دامنه وفرکاس می باشند.
سیستم هاي دیجیتالی نسبت به آنهائی که تا بحال بررسی شده اند. کاملاً متفاوتند. علل اینکه چرا مدولاسیون پالسی بعضی اوقات بجاي
مدولاسیون پیوسته بکار می رود در زیر توضیح خواهیم داد.
مدولاسیون دامنه اي پالس PAM
پالس هاي دیگري که فرکانسی برابر فرکانس نمونه برداري دارند به ورودي دیگر گیت داده می شوند. تا آنرا در فواصل زمانی لازم باز
کنند.
خروجی دیگر این گیت یک رشته پالس است که فرکانس آن به اندازه فرکانس نمونه برداري بوده و دامنه آن برابر دامنه سیگنال در
هرلحظه است. این پالسها سپس وارد یک شبکه می شوند که کار آن شکل دادن به پالسها ومسطح کردن آنها است.
همانطور که گفتیم پس از این مرحله مدولاسیون فرکانس به کار می رود.یعنی به این ترتیب سیستم به صورت AMو FMدر می آید.
درگیرنده ابتدا پالسها با یک مدولاتور استاندارد FMساختته می شوند، و سپس به آشکار سازمعمولی دیودي وارد می شود. به دنبال این
آشکار ساز یک فیلتر پایین گذر قرار دارد. اگر فرکانس قطع این فیلتر چنان با لا باشد که بالاترین فرکانس سیگنال از آن عبورکند. در
ضمن به اندازه کافی پائین باشد که دندانه هاي فرکانس نمونه برداري را حذف کند، یک شکل بدون اعوجاج از سیگنال اصلی بدست می
آید.

قسمت مخابرات دریایی
۴
مدولاسیون زمانی پالس PTM
در این نوع از مدولاسیون همانند قبل ابتدا عمل نمونه برداري انجام میشود. اما پالس هائی که مقدار لحظه اي دامنه نمونه را نشان می
دهند همگی داراي دامنه ثابتی بوده و یکی از مشخصه هاي زمانی آنها متناسب با دامنه نمونه سیگنال در آن لحظه تغییر می کند. این
مشخصه هاي متغییر ممکن است عرض،محل ي فرکانس پالسها باشد. به اینترتیب سه نوع مختلف PTMوجود دارد. دو نوع اول مورد
بررسی قرار خواهیم داد ولی مدولاسیون فرکانس پالس چونکه کاربرد خاصی ندارد مورد بررسی قرار نخواهیم داد. بایدتوجه نمود که هر
سه نوع PTMنسبت به PAMداراي همان مزیتی است که FMنسبت به AMداراست. در تمام آنها دامنه پالس ثابت می ماند. و در
نتیجه می توان از محدود کننده دامنه استفاده کرد تا مصونیت بهتري نسبت به نویز به دست آورد.
قضیه نمونه برداري.این قضیه چنین است: اگر سرعت نمونه برداري در یک سیستم مدولاسیون پالسی ازدو برابر حداکثر فرکانس
سیگنال زیادتر شود، سیگنال اولیه را در گیرنده با اعوجاج بسیار کوچکی میتوان دوباره ساخت.
در عمل از قضیه نمونه برداري براي تعیین حداقل سرعت نمونه برداري میتوان استفاده کرد. اکنون مدولاسیون پالسی انجام می گیرد
ومحدوده فرکانسی در نتیجه بین 300تا HZ 3400است. براي این کاربرد سرعت نمونهبرداري 8000نمونه در ثانیه تقریباً یک
استاندارد جهانی است. همچنان که دیده می شوداین سرعت پالس براحتی بیش از دو برابر بالاترین فرکانس صوتی است و در نتیجه
قضیه نمونه برداري رعایت شده است و سیستم عاري از هر گونه خطاي ناشی ز نمونه برداریاست.
مدولاسیون خطی
در کلی ترین حالت، مدولاسیون خطی توسط رابطه ي زیر تعریف می شود
( )1( t) = SI(t) . Cos (2π fc t) – SQ(t) . Sin(2π fc ts)
که) SI(tمولفه ي هم فاز موج مدوله شده ي )) S(tو SQ(tمولفه ي ربعی 2آن می باشد. رابطه ي ( )1نمایش استاندارد سیگنال باند
باریک است. در مدولاسیون خطی) ) SI(tو SQ(tسیگنالهاي پائین گذري هستند که بطور خطی به سیگنال پیام ) m(tوابسته هستند.
اجازه دهید با رجوع به کتاب سیستمهاي مخابراتی کارسون مسئله را تا اینجا روشن تر نمائیم. همانطور که می دانید سیگنال مدوله شده
ي ) ،S(tیک سیگنال میانگذر است که در حالت کلی با رابطه ي زیر بیان می شود
( )2( t) = A(t) . Cos(ωc t + φ(t)S)
که در آن) A(tپوش و ) φ(tفاز است و هر دو تابعی از زمان هستند. از مدولاسیون AMنیز می دانیم که A(t)>0است. دامنه ي منفی،
درصورت وجود، باعث وارونگی فاز می شود )با افزودن ±180به فاز در آن ادغام می شود.(
) S(tرا بصورت برداري تصور کنید که طول آن ) A(tاست و زاویه ي فاز آن برابر )( φ (t)+ ωctاست.
اگر قرار دهیم
(A(t) . Sin φ(t = (t)) = A(t) . Cos φ(t) , SQ(t)SI
حال اگر تابع کسینوس رابطه ي ( )2را بسط داده و روابط بالا را در آن جایگذاري نماییم، به رابطه ي ( )1خواهیم رسید.
اما به ادامه ي بحث بپردازیم. بسته به این که دو مولفه ي ) S(tچگونه تعریف شوند، سه نوع مدولاسیون خطی شامل تنها یک سیگنال
پیام تعریف می شود:
قسمت مخابرات دریایی
۵
مدولاسیونDSB
مدولاسیون DSBکه مخفف ) ( Double Side Bandمی باشدبراي ارسال پیام، به یک پهناي باند (=WBW )2نیاز دارد، مثلا” اگر
فرستادن یک پیام با پهناي باند 4کیلو هرتز مورد نظر باشد، به یک پهناي باند 8کیلوهرتزي نیاز داریم. همچنین بخاطر اینکه کریر نیز
ارسال می شود، مجبور به ارسال قدرت اضافی هستیم، یعنی در حقیقت، 75درصد قدرت ارسالی حاوي کریر است و فقط 25درصد
قدرت حاوي پیام است.اگرچه مدولاسیون DSBدر فرستنده خود، مشکلات فوق را دارد، اما گیرنده اي ساده به نام آشکار ساز پوش دارد
که در آن دیگر به اسیلاتور محلی نیاز نیست.
مدولاسیون دو کنار باندي حامل محذوف )(DSB-SCکه مخفف Double Side Band _Slur Carrierمی باشد، نوع اصلاح شده
مدولاسیون DSBمی باشد.در این مدولاسیون مشکل ارسال قدرت اضافی ناشی از ارسال کریر،برطرف شده است، اما مشکل پهناي باندهمچنان پابرجاست، اما عمده ترین مشکل مدولاسیون DSB_SCاین است که کریر فرستنده و گیرنده آن حتما” باید سنکرون باشد، بهعبارت دیگر کریر فرستنده و گیرنده،باید هم فاز و هم فرکانس باشند، در غیر این صورت پیام آشکارشده درخروجی، داراي اعوجاجخواهد شد.-2مدولاسیون تک کنار باندي )(SSBتنها یکی از کنارباندها )بالا یا پایین( ارسال می شود. مدولاسیون SSBکه مخفف ) ( Single Side Bandمی باشد، هیچ کدام ازمشکلات مدولاسیون هاي DSBو ، DSB_SCرا ندارد. یعنی پهناي باند BW=Wبوده و صد در صد قدرت ارسالی نیز حاوي پیاماست.می توان محاسبه نمود که توان مصرفی فرستنده SSBبراي ارسال یک پیام نوعی، نصف توان مصرفی فرستنده DSBبراي ارسالهمان پیام است.از این رو، در جاهاییکه مشکل پهناي باند و قدرت وجود دارد، از مدولاسیون SSBاستفاده می شود، و براي ارسال پیام به نقاط دور دستمناسب می باشد.لازم به ذکر است که سیستم SSBرا، فقط شرکت مخابرات دارد، چون فرستنده و گیرنده ي خاص خود را می طلبد وتنها شرکت مخابرات از عهده نگهداري و تامین قطعات فنی و اقتصادي آن بر می آید.مهمترین کاربرد SSBدر مخابرات، ارسال تعدادزیادي پیام تلفنی است.در داخل شهر، هر مشترك داراي یک کانال انتقال، که همان زوج سیم تلفنی است، می باشد.ولی در ارتباطاتبرون شهري، چون یک کانال انتقال داریم، باید پیام ها مدوله و بسته بندي شوند تا بتوان چندین پیام مختلف را از یک کانال انتقال، عبورداد.بسته بندي کردن پیام ها به “مالتی پلکسینگ” مشهور می باشد و به 2صورت FDMو TDMوجود دارد.-3مدولاسیونVSBدر این مدولاسیون سایه یکی از کنارباندها به همراه نسخه ي تغییر یافته اي از کنار باند دیگر ارسال می شوند در کدینگ دیجیتال بهسیگنال آنالوگ ، عنصري که میتواند براي ما مفید باشد سیگنال سینوسی است . یعنی اینکه اطلاعات دیجیتال را باید بر روي سیگنالقسمت مخابرات دریایی۶سینوسی پیاده کنیم . براي این منظور باید از سیگنال سینوسی به عنوان سیگنال حامل استفاده کنیم . درنتیجه نوع مدولاسیونی که انجاممیشود به مدولاسیون دیجیتال معروف است . این مدولاسیون روي مشخصه هایی از سیگنال حامل پیاده سازي میشود تا اساس کدینگشکل بگیرد . حالا اینمشخصه هامی تواند فرکانس ، دامنه و فاز و یا ترکیبی از انها باشد . پس به صورتکلی می توانیم این نوعمدولاسیون را به سه دسته تقسیم کنیم

در این پست، انواع مدولاسیون (Modulation) شامل ASK، 2ASK، 2PSK، 4PSK و QAM در قالب یک پروژه در محیط MATLAB برای دانلود رایگان قرار داده ایم.

عکس 1

عکس 2

عکس 3

عکس 4

عکس 5

مقاله متلب,مطلب,متلب,مقاله برق,مقاله قدرت,مقاله مطلب,مقاله سیمولینک,دانلود متلب,دانلود مقاله متلب,مقالهmatlab ,آموزش متلب,مطلب,متلب,آموزش برق,آموزش قدرت,آموزش مطلب,آموزش سیمولینک,دانلود متلب,دانلود آموزش متلب,آموزشmatlab ,پروژه متلب,مطلب,متلب,پروژه برق,پروژه قدرت,پروژه مطلب,پروژه سیمولینک,دانلود متلب,دانلود پروژه متلب,پروژهmatlab ,