مقالات › دانشنامه برق

مدولاسیون چیست؟

۱۷ دی ۱۳۹۷

مدوﻟﻪ ﺳﺎزی ﯾﮑﯽ ازاﻋﻤﺎل مهمی اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺮای اﻧﺘﻘﺎل ﻣﻮﺛﺮ و مطمئن اﻃﻼﻋﺎت در ﻓﺮﺳﺘﻨﺪه ﺻﻮرت ﻣﯽ ﭘﺬﯾﺮد.

ﻣﺪوﻟﻪ ﺳﺎزی ﺷﺎﻣﻞ دو ﺷﮑﻞ ﻣﻮج اﺳﺖ که عبارت اند از:

1- ﺳﯿﮕﻨﺎل ﻣﺪوﻟﻪ ﮔﺮ ﮐﻪ ﻧﻤﺎﯾﻨﺪه ﭘﯿﺎم اﺳﺖ .

2- ﯾﮏ ﻣﻮج ﺣﺎﻣﻞ ﮐﻪ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﮐﺎرﺑﺮد ﻣﺸﺨﺺ و ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ اﻧﺘﺨﺎب ﻣﯽ ﺷﻮد.

در مدلاسیون ،ﻣﺪوﻟﻪ ﮐﻨﻨﺪه (دستگاهی که عمل مدولاسیون را انجام می دهد) ﻣﻮج ﺣﺎﻣﻞ را هماهنگﺑﺎ ﺗﻐﯿﯿﺮات ﺳﯿﮕﻨﺎل ﻣﺪوﻟﻪ ﮔﺮ(پیام) ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻣﯽ دهد. موج مدوله شده (موجی که از تلفیق پیام و موج حامل به دست می آید ) ﺣﺎﺻﻠﻪ اﻃﻼﻋﺎت ﭘﯿﺎم را ﺣﻤﻞ ﻣﯽ ﮐﻨﺪ. به عنوان مثال شما در نظر بگیرید که می خواهید پیامی صوتی را به منطقه ای دوری بفرستید، این امکان به دلیل این که فرکانس پیام ما پایین است امکان پذیر نمی باشد. در نتیجه ما این پیام را بر سیگنال فرکانس بالایی که توسط فرستنده ارسال می شود تلفیق یا به عبارتی سوار می کنیم تا بتوانیم آن را با استفاده از فرستنده به مسافت های طولانی ارسال کنیم. موج بدست آمده فرکانس بالا که به وسیله فرستنده ارسال می شود را موج مدوله شده و عملی که روی این پیام ایجاد می شود را عمل مدولاسیون می گویند.

ضرورت استفاده از مدولاسیون:

1- پهنای باند به صورت بهینه استفاده شده و هر پیام در کانال خاصی قرار می گیرد.

2- افزوده شدن مسافت انتقال پیام هایی که در فرکانس های پایین نمی توانند ارسال شوند.

انواع مدولاسیون:

مدولاسیون انواع مختلفی دارد که سه مورد آن را مورد برسی قرار میدهیم:

1-مدولاسیون دامنه Amplitude Modulation) AM)

ویژگی اصلی مدولاسیون AM این است که پوش حامل مدوله شده (دامنه) همان شکل موج پیام را دارد. این مدولاسیون یکی از روش‌های ارسال خبر به وسیله امواج رادیویی است. دسته بزرگی از روش‌های مدولاسیون، بر اساس مدولاسیون دامنه پایه‌گذاری شده‌اند. در این نوع مدولاسیون سیگنالی را که قصد انتقالش را داریم دامنه سیگنال دیگری را تغییر می‌دهد. به شکل زیر دقت کنید.

2- مدولاسیون فرکانس Frequency Modulation) FM)

ویژگی اصلی مدولاسیون FM این است که فرکانس سیگنال حامل مدوله شده متناسب با فرکانس پیام تغییر می کند.FM به مدولاسیون بسامد اشاره می‌کند که در امواج هوایی (رادیویی) VHF در هرجای دیگر جهان (به غیر از ژاپن) در حوزه فرکانس‌های بین ۸۸ تا ۱۰۸ مگاهرتز استفاده می‌شود. ژاپن از باند ۷۶ تا ۹۰ مگاهرتز استفاده می‌کند. ایستگاه‌های FM بیشتر در مناطق و کشورهای توسعه یافته از نظر اقتصادی، مانند اروپا و ایالات متحده آمریکا مخصوصاً بخاطر کیفیت صدای بهتر وپخش استریو در این فرمت بیشتر معمول ومورد استفاده هستند. به شکل زیر دقت کنید.

3-مدولاسیون پهنای باند Pulse With Modulation) PWM /PDM)

در این نوع مدولاسیون مقادیر نمونه پیام را می توان برای مدوله کردن مشخصات زمانی پالس مثلا مکان پالس یا پهنای پالس به کار برد. این نوع از مدولاسیون به منظور ارسال اطلاعات در یک کانال مخابراتی یا تنظیم مقدار توان ارسالی به بار است. این مدولاسیون یک روش کنترل میزان توان به بار بدون نیاز به دفع هر گونه توان در راه انداز بار ( driver ) است. به شکل زیر دقت نمایید.

در واقع PWM تکنیکی است که به کمک آن می‌توانیم مقدار ولتاژ پایه‌های خروجی کنترلر (مثلاً درایو موتور ای سی) و فرکانس آن را کنترل کنیم. از جمله کاربردهای این روش می‌توان به منابع تغذیه سوئیچینگ و اینورترها اشاره کرد.