Разница между аналоговой и цифровой модуляцией

В главное отличие между аналоговой и цифровой модуляцией заключается в том, что аналоговый модулированный сигнал может принимать любое значение (в возможном диапазоне). Напротив, сигнал с цифровой модуляцией может принимать только одно из дискретного набора значений..

Короче говоря, аналоговая и цифровая модуляция - это два метода модификации сигнала несущей для передачи информации.

Аналоговая модуляция, цифровая модуляция, модуляция

Что такое модуляция

Предположим, вы хотите транслировать свою музыку так, чтобы ее могли слышать люди на расстоянии нескольких километров. Вы можете просто увеличить громкость. Но это не послужит цели, так как звук пропадет, если не уехать далеко. Более того, даже люди, которые не хотят слушать вашу музыку, не могут не слушать, когда вы увеличиваете громкость.

Вместо этого подумайте о «преобразовании» звуковой волны в электромагнитную волну и о передаче музыки таким образом. Теперь, не мешая другим, только люди, которые хотят слушать музыку, могут использовать преобразователь, чтобы преобразовать электромагнитные волны обратно в звук и слушать. Однако проблема возникает, когда другие люди также начинают транслировать свою музыку. Их электромагнитные волны будут мешать вашим; тогда ваши слушатели получат беспорядочную смесь звуков.

Так как же это делают радиостанции? У каждого из них есть частота, и они передают свои сигналы, используя эту частоту. Человек, который хочет послушать музыкальное произведение, транслируемое на определенной частоте, должен затем «настроиться» на эту частоту, используя собственное радио. Но теперь возникла другая проблема. Люди могут слышать звуки в большом диапазоне частот. Как радиостанции могут передавать все эти разные частоты, используя только одну частоту? Ответ модуляция.

Факты о модуляции

Мы называем волну с частотой определенной радиостанции частотой этой радиостанции. несущий сигнал. Это просто синусоида без какой-либо интересной информации. В информационный сигнал это сигнал, содержащий данные, которые мы хотим передать (например, это может быть музыка в случае радиостанции). Радиостанция изменяет свойства своего несущего сигнала в зависимости от информационного сигнала, и этот процесс мы называем модуляцией. Когда радиостанция транслирует модулированный сигнал, радиостанции слушателей должны демодулировать этот сигнал для извлечения звуковой информации из принятого сигнала.

Что такое аналоговая модуляция

При аналоговой модуляции несущий сигнал модулируется пропорционально информационному сигналу, так что он может принимать любое значение (т.е. аналоговый сигнал). Существует три основных типа аналоговой модуляции:

Амплитудная модуляция (AM): Здесь амплитуда несущей волны изменяется в зависимости от информационного сигнала:

Амплитудная модуляция

Как видите, всякий раз, когда изменяется амплитуда информационного сигнала, амплитуда модулированного сигнала также изменяется вместе с ним.

Частотная модуляция (FM): Здесь частота несущей волны изменяется согласно информационному сигналу.

Модуляция частоты

Обратите внимание, что в радиоприемниках, чтобы сигнал одной станции был отделен от сигнала другой станции, существует ограничение на величину частоты, которую может изменять радиостанция.

Фазовая модуляция (PM): Здесь фаза несущей волны изменяется согласно информационному сигналу:

Фазовая модуляция

Что такое цифровая модуляция

При цифровой модуляции информационный сигнал является цифровым; т.е. это сигнал, который может принимать только определенные значения. Цифровые сигналы используют двоичные коды; серия нулей и единиц. Чем большее количество нулей и единиц используется для представления сигнала в заданном временном интервале, тем большее количество значений может принимать сигнал. Например, в нашем примере для радиостанции исходный аудиосигнал необходимо «разбить» на несколько коротких интервалов времени. Приблизительное «разрешенное» значение сигнала необходимо будет выбрать для каждого временного интервала. Разбивая сигнал на минимальные интервалы времени и используя множество «допустимых значений» для представления данных, звук может казаться естественным.

Типы цифровой модуляции

Доступно несколько типов цифровой модуляции. Это амплитудная манипуляция, двухпозиционная манипуляция, частотная манипуляция, фазовая манипуляция, квадратурная амплитудная модуляция и т. Д.

В амплитудная манипуляция, амплитуда сигнала модулируется для представления информации. Самый простой вид модуляции - это двухпозиционная модуляция манипуляции, где сигнал несущей включен для представления 1 и выключен для представления 0.

В отличие от аналоговой модуляции, при цифровой модуляции несущая волна изменяется через определенные интервалы времени. Поскольку цифровая модуляция может передавать только определенные значения, информация технически не так совершенна, как исходная версия (люди часто называют это «низкой точностью» исходного сигнала). Однако гораздо проще отделить шум от цифровых сигналов. Мультиплексирование (отправка нескольких разных сигналов с использованием одного и того же носителя) также проще, когда модуляция является цифровой.

Разница между аналоговой и цифровой модуляцией

Допустимые значения

Сигнал с аналоговой модуляцией может принимать любое значение в пределах диапазона, в то время как сигнал с цифровой модуляцией может принимать только одно из набора дискретных значений.

Вариация со временем

Аналоговая модуляция может производить сигнал, который несет постоянно изменяющуюся информацию. Но цифровая модуляция производит сигнал, значение которого изменяется через определенные промежутки времени.

Разделение шума

При аналоговой модуляции сложно отделить сигнал от шума, а при цифровой модуляции легко отделить сигнал от шума.

Заключение

Основное различие между аналоговой и цифровой модуляцией заключается в том, что аналоговый модулированный сигнал может принимать любое значение (в возможном диапазоне). Напротив, сигнал с цифровой модуляцией может принимать только одно из дискретного набора значений.