周波数偏移変調が最も重要です デジタル変調 技術、そしてそれはFSKとしても知られています。信号には、プロパティとして振幅、周波数、および位相があります。すべての信号には、これら3つの特性があります。信号特性のいずれかを増やすために、変調プロセスに進むことができます。のさまざまな利点があるため 変調技術 。それらのいくつかの利点は– アンテナ サイズの縮小、信号の多重化の回避、SNRの低下、長距離通信が可能になるなど。これらは変調プロセスの重要な利点です。キャリア信号に従って入力バイナリ信号の振幅を変調する場合、つまり振幅偏移変調と呼ばれます。ここでは、この記事では、周波数偏移変調とFSK変調、復調プロセスとは何か、およびそれらの長所と短所について説明します。
周波数偏移変調とは何ですか？
これは、キャリア信号に応じて入力バイナリ信号の周波数特性を変更または改善することとして定義されます。振幅変動は、ASKの主な欠点の1つです。したがって、このため、いくつかのアプリケーションでのみ使用されるアスク変調技術。そして、そのスペクトル電力効率も低いです。それは電力の浪費につながります。したがって、これらの欠点を克服するには、周波数シフトキーイングが推奨されます。 FSKはバイナリとも呼ばれます 周波数偏移変調 （BFSK）。以下の周波数偏移変調理論は、 周波数偏移変調 。
“DCからACへの変換方法 ”
周波数偏移変調理論
この周波数偏移変調理論は、バイナリ信号の周波数特性が搬送波信号に応じてどのように変化するかを示しています。 FSKでは、バイナリ情報は周波数変化とともに搬送波信号を介して送信できます。次の図は、 周波数偏移変調ブロック図 。
FSK-ブロック図
FSKでは、2つの搬送波信号を使用してFSK変調波形を生成します。この背後にある理由は、FSK変調信号が2つの異なる周波数で表されているためです。周波数は「マーク周波数」と「空間周波数」と呼ばれます。マーク周波数は論理1を表し、空間周波数は論理0を表します。これら2つのキャリア信号の間には、キャリア入力2よりも高い周波数を持つキャリア入力1の違いが1つだけあります。
キャリア入力1 = Ac Cos（2ωc+θ）t
“双投双極スイッチ ”
キャリア入力2 = Ac Cos（2ωc-θ）t
2：1マルチプレクサのスイッチは、FSK出力を生成するために重要な役割を果たしています。ここで、スイッチは、バイナリ入力シーケンスのすべてのロジック1のキャリア入力1に接続されています。また、スイッチは、入力バイナリシーケンスのすべてのロジック0のキャリア入力2に接続されています。したがって、結果として得られるFSK変調波形には、マーク周波数と空間周波数があります。
FSK変調出力波形
ここで、FSK変調波を受信機側で復調する方法を見ていきます。 復調 変調された信号から元の信号を再構築することとして定義されます。この復調は2つの方法で可能です。彼らです
- コヒーレントFSK検出
- 非コヒーレントFSK検出
コヒーレントと非コヒーレントの検出方法の唯一の違いは、キャリア信号の位相です。復調プロセス中に送信機側と受信機側で使用しているキャリア信号が同じ位相にある場合、つまりコヒーレント検出方法と呼ばれ、同期検出とも呼ばれます。送信機側と受信機側で使用している搬送波信号が同じ位相にない場合、非コヒーレント検出と呼ばれるそのような変調プロセス。この検出の別名は非同期検出です。
コヒーレントFSK検出
この同期FSK検出では、変調波は受信機に到達する際にノイズの影響を受けました。したがって、このノイズは、 バンドパスフィルター （BPF）。ここで乗算器の段階で、ノイズの多いFSK変調信号は、ローカルからのキャリア信号と乗算されます。 オシレーター 端末。次に、結果の信号はBPFから渡されます。ここで、このバンドパスフィルタは、バイナリ入力信号周波数に等しいカットオフ周波数に割り当てられています。したがって、同じ周波数を決定デバイスに許可することができます。ここで、この決定デバイスは、FSK変調波形の空間およびマーク周波数に0と1を与えます。
コヒーレント-FSK-検出
非コヒーレントFSK検出
変調されたFSK信号は、バンドパスフィルター1および2から転送され、カットオフ周波数はスペースおよびマーク周波数に等しくなります。したがって、不要な信号成分をBPFから排除できます。そして、変更されたFSK信号は、2つのエンベロープ検出器への入力として適用されます。この包絡線検波器は ダイオード （D）。包絡線検波器への入力に基づいて、出力信号を送信します。この包絡線検波器は、振幅復調プロセスで使用されます。その入力に基づいて信号を生成し、しきい値デバイスに転送されます。このしきい値デバイスは、さまざまな周波数に対してロジック1と0を提供します。これは、元のバイナリ入力シーケンスと同じになります。したがって、FSKの生成と検出はこの方法で実行できます。このプロセスは、 周波数シフトキーイングの変調と復調 実験も。このFSK実験では、FSKは555タイマーICで生成でき、検出は565ICで可能です。 フェーズロックループ（PLL） 。
非コヒーレント-FSK検出
いくつかあります 周波数偏移変調の長所と短所 以下にリストされています。
利点
- 回路を構築する簡単なプロセス
- ゼロ振幅変動
- 高データレートをサポートします。
- エラーの可能性が低い。
- 高いSNR（信号対雑音比）。
- ASKよりも高いノイズ耐性
- FSKでエラーのない受信が可能
- 高周波無線送信に役立ちます
- 高周波通信に適しています
- 低速デジタルアプリケーション
短所
- ASKやPSK（位相偏移変調）よりも多くの帯域幅が必要です
- 広い帯域幅が必要なため、このFSKには、ビットレートが1200ビット/秒の低速モデムでのみ使用するという制限があります。
- AEGNチャネルのビットエラーレートは、位相偏移変調よりも低くなります。
したがって、 周波数偏移変調 は、入力バイナリ信号の周波数特性を向上させるための優れたデジタル変調技術の1つです。 FSK変調技術により、いくつかのデジタルアプリケーションでエラーのない通信を実現できます。ただし、このFSKのデータレートは有限であり、より多くの帯域幅を消費するため、直交振幅変調として知られるQAMによって克服できます。これは、振幅変調と位相変調の組み合わせです。
