Что такое демодуляция в информатике
Модуляция и Демодуляция
Модуляция и Демодуляция
компьютер с терминалом.
Смотреть что такое «Модуляция и Демодуляция» в других словарях:
модуляция-демодуляция — М ДМ — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы М ДМ EN modulation demodulation … Справочник технического переводчика
Демодуляция — (Детектирование сигнала) процесс, обратный модуляции колебаний, преобразование модулированных колебаний высокой (несущей) частоты в колебания с частотой модулирующего сигнала. Для передачи энергии электромагнитной волны используются… … Википедия
МОДУЛЯЦИЯ — процесс изменения какого либо параметра периодических колебаний высокой (несущей) частоты (механических, электрических, световых и др.) в соответствии с изменениями параметров др. колебаний более низкой (моделирующей) частоты. По виду М. делится… … Большая политехническая энциклопедия
Модуляция — У этого термина существуют и другие значения, см. Модуляция (значения). Технологии модуляции п·Аналоговая модуляция AM · SSB · ЧМ(FM) · ЛЧМ · ФМ(PM) · С … Википедия
демодуляция — (процесс, обратный модуляции колебаний), преобразование модулированных колебаний высокой (несущей) частоты в колебания с частотой модулирующего сигнала. * * * ДЕМОДУЛЯЦИЯ ДЕМОДУЛЯЦИЯ (процесс, обратный модуляции колебаний (см. МОДУЛЯЦИЯ… … Энциклопедический словарь
Демодуляция — процесс, обратный модуляции колебаний (См. Модуляция колебаний). Подробнее см. Детектирование … Большая советская энциклопедия
Импульсно-кодовая модуляция — В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия
Амплитудная модуляция — Технологии модуляции п·Аналоговая модуляция AM · SSB · ЧМ(FM) · ЛЧМ · ФМ(PM) · СКМ Цифровая модуляция АМн … Википедия
Фазовая модуляция — Технологии модуляции п·Аналоговая модуляция AM · SSB · ЧМ(FM) · ЛЧМ · ФМ(PM) · СКМ Цифровая модуляция АМн … Википедия
Частотная модуляция — Технологии модуляции п·Аналоговая модуляция AM · SSB · ЧМ(FM) · ЛЧМ · ФМ(PM) · СКМ Цифровая модуляция АМ … Википедия
Демодуляция
Демодуляция (Детектирование сигнала) — процесс, обратный модуляции колебаний, преобразование модулированных колебаний высокой (несущей) частоты в колебания с частотой модулирующего сигнала.
Для передачи энергии электромагнитной волны используются высокочастотные колебания, а колебания низкой частоты используются для модуляции (слабого изменения амплитуды или фазы) высокочастотных колебаний. На принимающей станции из этих сложных колебаний с помощью специальных методов снова выделяют колебания низкой частоты, которые после усиления подаются на громкоговоритель. Этот процесс выделения информации из принятых модулированных колебаний получил название демодуляции, или детектирования колебаний.
Полезное
Смотреть что такое «Демодуляция» в других словарях:
демодуляция — и, ж. démodulation f. См. Детектирование. СИС 1964. Демодулятор (радио). РРП 1953. Лекс. Сл. 1948: демодуляция; СИС 1964: демодуля/ция … Исторический словарь галлицизмов русского языка
ДЕМОДУЛЯЦИЯ — ДЕМОДУЛЯЦИЯ, смотри в статье Детектор … Современная энциклопедия
ДЕМОДУЛЯЦИЯ — (процесс обратный модуляции колебаний), преобразование модулированных колебаний высокой (несущей) частоты в колебания с частотой модулирующего сигнала … Большой Энциклопедический словарь
демодуляция — (МСЭ Т G.798). [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN demodulationDMod … Справочник технического переводчика
Демодуляция — ДЕМОДУЛЯЦИЯ, смотри в статье Детектор. … Иллюстрированный энциклопедический словарь
демодуляция — (процесс, обратный модуляции колебаний), преобразование модулированных колебаний высокой (несущей) частоты в колебания с частотой модулирующего сигнала. * * * ДЕМОДУЛЯЦИЯ ДЕМОДУЛЯЦИЯ (процесс, обратный модуляции колебаний (см. МОДУЛЯЦИЯ… … Энциклопедический словарь
демодуляция — demoduliacija statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. demodulation vok. Demodulation, f rus. демодуляция, f pranc. démodulation, f … Automatikos terminų žodynas
демодуляция — demoduliavimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. demodulation vok. Demodulation, f rus. демодуляция, f pranc. démodulation, f … Fizikos terminų žodynas
Демодуляция — процесс, обратный модуляции колебаний (См. Модуляция колебаний). Подробнее см. Детектирование … Большая советская энциклопедия
демодуляция — демодуляция, демодуляции, демодуляции, демодуляций, демодуляции, демодуляциям, демодуляцию, демодуляции, демодуляцией, демодуляциею, демодуляциями, демодуляции, демодуляциях (Источник: «Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зализняку») … Формы слов
Владимир Леонидов
Визитная карточка
Модуляция и демодуляция цифровых сигналов — конспект лекции
Введение
Передача информации в современном мире нас окружает повсюду: мобильная связь, интернет, управление воздушным движением и многое другое. Как правило, в качестве “переносчика” информации выступает высокочастотное колебание: 2.4 ГГц и 5 ГГц для Wi-Fi, 2.6 ГГц и другие для 4G, 1030 МГц и 1090 МГц для обмена данными с воздушными судами и т.д. Эти колебания (частоты) называются несущими. Как, используя несущую частоту, закодировать данные? Как передать или получить “0” или “1”? На эти вопросы мы и постараемся ответить.
Процесс изменения одного или нескольких параметров модулируемого несущего сигнала при помощи модулирующего сигнала называется модуляцией.
В рамках данной лекции мы рассмотрим следующие виды модуляции:
Амплитудная манипуляция (ASK)
Амплитудная манипуляция — манипуляция, при которой скачкообразно изменяется амплитуда несущего сигнала в зависимости от закодированного сообщения.
Результат выполнения скрипта показан ниже:
Амплитудная манипуляция
Из рисунка видно, что амплитуда несущего (модулированного) сигнала — синий график — повторяет форму модулирующего сигнала — оранжевый график.
Сигнальное созвездие ASK-модулированного сигнала
Т.к. мнимая часть равна нулю, мы видим два скопления точек вдоль действительной оси: одно вокруг значения 0.1, второе — вокруг 1. Этот график называется сигнальное созвездие. Он часто используется при анализе характеристик модулированных сигналов, т.к. показывает распределение мгновенного значения сигнала на комплексной плоскости в момент его считывания.
Итак, модулированный сигнал есть — попробуем его обратно демодулировать. Наша задача сводится к нахождению огибающей, а как мы выяснили на прошлой лекции — это легко сделать с помощью преобразования Гильберта. Затем создадим что-то вроде цифрового компаратора, с помощью которого зашумлённую огибающую превратим в прямоугольный цифровой сигнал. Дополним наш код:
Демодуляция ASK-модулированного сигнала
Фазовая манипуляция (PSK)
Фазовая манипуляция — манипуляция, при которой скачкообразно изменяется фаза несущего сигнала в зависимости от закодированного сообщения.
Начнём с самого простого вида — BPSK — когда у нас всего два значения фазы — 
и 
.
Смотрим, что получилось:
Каждое изменение логического уровня модулирующего сигнала приводит к скачкообразному изменению фазы несущей частоты на , а это то, что нужно.
Теперь дополним код по аналогии с предыдущим примером и построим сигнальное созвездие:
Сигнальное созвездие BPSK-сигнала:
Сигнальное созвездие BPSK-сигнала
Мы имеем два скопления точек: вокруг (-1,0) и (1,0). Эти точки как раз соответствуют повороту вектора единичной длины на и вокруг начала координат. А значит, модуляция работает корректно.
Обработка BPSK-модулированного сигнала
Демодулированный сигнал на фоне модулированного сигнала представлен ниже:
Демодуляция BPSK-модулированного сигнала
Как видим, он повторяет форму модулирующего сигнала, заданного в начале листинга, но имеет временную задержку, возникающую в КИХ-ФНЧ.
Получилось вот так:
Сигнальное созвездие сигнала с QPSK
Мы видим скопление точек вокруг значений 
, 
, 
, 
, каждая из которых соответствует положению единичного вектора, начало которого соответствует началу координат, при его повороте с шагом 
. Соответствие фазы и передаваемой информации будет иметь следующий вид:
Это значит, что при при той же самой символьной скорости сигнал с QPSK передаёт в 2 раза больше информации, чем сигнал с BPSK.
Сигнальное созвездие сигнала с 8-PSK
Квадратурная манипуляция (QASK)
QASK (частный случай QAM — Quadrature Amplitude Modulation) — это вид манипуляции, при которой скачкообразно изменяется как амплитуда, так и фаза несущего сигнала, что позволяет за один такт (отсчёт) передать ещё больше информации, чем в рассмотренных ранее видах манипуляции. Можно сказать, что QASK — это комбинация ASK и PSK.
Результат показан ниже:
Сигнальное созвездие сигнала с 16-QASK
Это созвездие состоит из 16 групп точек, а значит сформированный сигнал принимает все возможные значения для QASK-манипуляции 16 порядка.
Действительная и мнимая части сигнала, а также сам сигнал y можно увидеть на рисунке ниже:
Синфазная, квадратурная составляющие и QASK-модулированный сигнал
Видно, что в процессе передачи данных изменяется как амплитуда, так и фаза несущей.
Синфазная и квадратурная составляющие демодулированного QASK-сигнала
Следует обратить внимание, что при выделении синфазной и квадратурной составляющей, мы также сделали умножение на два (и получили при этом правильные амплитуды). Давайте разбираться, в чём дело. Как было сказано выше, входной сигнал был умножен на функции 
и 
. При умножении на косинус получаем сигнал:
(1) 
При умножении на синус:
(2) 
После применения ФНЧ косинусоидальные и синусоидальные составляющие уходят, остаётся только постоянная составляющая:
(3) 
(4) 
Поэтому, чтобы скомпенсировать амплитуду демодулированного сигнала, в строчках 49 и 50 мы и сделали умножение на 2.
Синий график на рисунке отображает входные данные, на основе которых был сформирован модулированный сигнал, красными крестиками — данные, полученные в результате демодуляции этого сигнала:
Сравнение данных до QASK-модуляции и после демодуляции
Как видим, два графика полностью совпадают, а это говорит о том, что реализованный нами алгоритм работает корректно.
Частотная манипуляция (FSK)
Если во всех предыдущих рассмотренных нами видах манипуляции частота несущей была постоянна, то в случае с FSK это не так. FSK — это манипуляция, при которой в зависимости от закодированного сообщения скачкообразно изменяется частота несущего сигнала.
Данный вид манипуляции считается самым помехоустойчивым, т.к. помехи чаще всего влияют на амплитуду, а не на несущую частоту. Частота логического “0” и логической “1” вычисляются по формулам:
(5) 
(6) 
При 
манипуляция называется Minimum Shift Keying (MSK) — манипуляция с минимальным сдвигом частоты.
Далее сформируем модулирующий сигнал по аналогии с тем, как мы это делали в примерах с BPSK и ASK:
Результат выполнения данного скрипта:
Из рисунка видно, что в зависимости от значения модулирующего сигнала, меняется частота несущей — это то, что нам нужно. Модулировать научились — теперь попробуем это демодулировать. Для этого умножим наш сигнал на косинусоиды с частотами f0 и f1 :
Сигналы y0 и y1 показаны ниже:
Результаты выполнения листинга “FSK-манипуляция, часть 4”
Теперь найдём разность этих сигналов и пропустим её через ФНЧ:
Результат показан ниже:
Результаты выполнения листинга “FSK-манипуляция, часть 5”
До финала осталось совсем немного — преобразовать нижний график в цифровой сигнал. Для этого, как и в случае с BPSK, воспользуемся цифровым компаратором и построим результирующий график:
Результат демодуляции показан ниже:
Как видим, оранжевый график имеет ту же форму, что и на первоначальном рисунке, но с уже привычной нам временной задержкой, возникающей в цифровом КИХ-фильтре.
Модуляция и демодуляция
Министерство образования и науки Украины
Национальный технический университет “ХПІ»
Кафедра “Вычислительная техника и программирование”
По курсу “Теория информации и кодирования»
Модуляция и демодуляция
2. Гармоническая модуляция
3. Импульсная модуляция
4. Широтно-импульсная модуляция
5. Дискретная модуляция
Одним из этапов преобразования сообщения в сигнал для его передачи в канал связи является модуляция.
Модулируемые параметры называются информативными, и в качестве них могут использоваться: амплитуда; фаза; частота и др.
Используются следующие типы модуляции: гармоническая; импульсная; дискретная и их разновидности.
2. Гармоническая модуляция
При гармонической модуляции в качестве несущей используется сигнал:
. (1)
Она чаще всего используется при передаче двоичных кодов и называется манипуляцией. Используются различные виды гармонической модуляции (см. рис.1).
(2)
(3)
(4)
Рис.1. Виды гармонической модуляции
Сравнение видов модуляции. Различные типы модуляции отличаются: по требуемой мощности для организации передачи; по требуемой полосе частот или ширине спектра; по помехозащищенности; по экономичности и простоте реализации.
Кроме перечисленных видов гармонической манипуляции существует много разновидностей или производных методов. Например, метод относительной фазовой модуляции (ОФМ), который отличается высокой помехозащищенностью. Этот вид модуляции широко используется в модемах.
3. Импульсная модуляция
При импульсной модуляции в качестве несущей используется сигнал:
(5)
Используются различные виды импульсной модуляции (см. рис.2).
 |
Рис.2. Виды импульсной модуляции
Сообщение при использовании импульсной модуляции может быть представлено в виде двоичного кода.
Широтно-импульсная модуляция (ШИМ, ДИМ) – в зависимости от посылки «0» или «1» меняется длительность передаваемых импульсов.
Частотно импульсная модуляция (ЧИМ)- в зависимости от посылки «0» или «1» меняется период следования импульсов.
4. Широтно-импульсная модуляция
,
.
Управляемыми «уровнями», как правило, являются параметры питания силовой установки, например, напряжение импульсных преобразователей регуляторов постоянного напряжения/или скорость электродвигателя. Для импульсных источников x (t) = Uconst стабилизации.
При широтно-импульсной модуляции в качестве несущего колебания используется периодическая последовательность прямоугольных импульсов, а информационным параметром, связанным с дискретным модулирующим сигналом, является длительность этих импульсов. Периодическая последовательность прямоугольных импульсов одинаковой длительности имеет постоянную составляющую, обратно пропорциональную скважности импульсов, то есть прямо пропорциональную их длительности. Пропустив импульсы через ФНЧ с частотой среза, значительно меньшей, чем частота следования импульсов, эту постоянную составляющую можно легко выделить, получив постоянное напряжение. Если длительность импульсов будет различной, ФНЧ выделит медленно меняющееся напряжение, отслеживающее закон изменения длительности импульсов. Таким образом, с помощью ШИМ можно создать несложный ЦАП: значения отсчётов сигнала кодируются длительностью импульсов, а ФНЧ преобразует импульсную последовательность в плавно меняющийся сигнал.
1. 
2. 
Принцип работы ШИМ
ШИМ есть импульсный сигнал постоянной частоты и переменной скважности, то есть отношения длительности импульса к периоду его следования. С помощью задания скважности (длительности импульсов) можно менять среднее напряжение на выходе ШИМ.
В цифровой технике, выходы которой могут принимать только одно из двух значений, приближение желаемого среднего уровня выхода при помощи ШИМ является совершенно естественным. Схема настолько же проста: пилообразный сигнал генерируется N-битным счётчиком. Цифровые устройства (ЦШИП) работают на фиксированной частоте, обычно намного превышающей реакцию управляемых установок (передискретизация). В периоды между фронтами тактовых импульсов, выход ЦШИП остаётся стабильным, на нём действует либо низкий уровень либо высокий, в зависимости от выхода цифрового компаратора, сравнивающего значение счётчика с уровнем приближаемого цифрового сигнала V (n). Выход за много тактов можно трактовать как череду импульсов с двумя возможными значениями 0 и 1, сменяющими друг-друга каждый такт Т. Частота появления единичных импульсов получается пропорциональной уровню приближаемого сигнала
V (n). Единицы, следующие одна за другой, формируют контур одного, более широкого импульса. Длительности полученных импульсов переменной ширины
V (n), кратны периоду тактирования T, а частота равна 1/ (T*2 N ). Низкая частота означает длительные, относительно T, периоды постоянства сигнала одного уровня, что даёт невысокую равномерность распределения импульсов.
Описанная цифровая схема генерации подпадает под определение однобитной (двухуровневой) импульсно-кодовой модуляции (ИКМ).1-битную ИКМ можно рассматривать в терминах ШИМ как серию импульсов частотой 1/T и шириной 0 либо T. Добиться усреднения за менее короткий промежуток времени позволяет имеющаяся передискретизация. Высоким качеством обладает такая разновидность однобитной ИКМ, как импульсно-плотностная модуляция (pulse density modulation), которая ещё именуется импульсно-частотной модуляцией.
5. Дискретная модуляция
При кодоимпульсной модуляции (КИМ) каждому значению амплитуды сигнала в дискретные моменты времени соответствует «пачка» импульсов (рис.3).
Рис. 3. Дискретная модуляция
Импульсная модуляция широко используется в телемеханике и многоканальной связи (например, радиорелейной), дискретная модуляция используется в телеметрии и т.д.