DKS - Modulacije - Verzija 2

DIGITALNI KOMUNIKACIJSKI SUSTAVIModulacije

- modulacija u pravilu podrazumijeva promjenu jednog ili više parametara pomoćnog signala (PRIJENOSNOG signala) ovisno o signalu koji nosi informaciju (MODULACIJSKOG signala)

1. Monoharmonijski signal – objašnjenje (matematički zapis) i parametri monoharmonijskog signala; nacrtati ga u vremenskoj i frekvencijskoj domeni (označiti osi i potrebne vrijednosti na osima).

Sinusni signal (monoharmonijski)s(t) = A sin(2*pi*ft +Φ)• Vršna vrijednost - amplituda (A)—maximalna vrijednost signala—najčešće: napon i struja (volti ili amperi)• Frekvencija (f)—Brzina promjene signala—Hertz (Hz) ili broj perioda u jednoj sekundi—Period = vrijeme jednog ponavljanja (T)—T = 1/f• Faza (Φ)—

Relativna pozicija u vremenu

2. Višeharmonijski signal – objašnjenje i parametri višeharmonijskog signala; nacrtati ga u vremenskoj i frekvencijskoj domeni (označiti osi i potrebne vrijednosti na osima).

Primjer:Suma dva sinusna signala

s1(t)=1sin(2πf)ts2(t)=(1/3)sin(2π 3f)t

s(t)= s1(t)+s2(t)


3. Vrste analognih modulacija – kratki opis.Tri veličine koje se mogu mijenjati glede modulacijskog signala su amplituda, frekvencija i faza.AM –Amplitudna modulacijaAmpitudna modulacija najstarija je modulacija. Tu se mijenja snaga odaslanog signala ovisno o informaciji koja se šalje.Amplituda AM moduliranog signala ovisi o modulacijskom signalu.FM –Frekvencijska modulacijaKod FM, mijenja se frekvencija nositelja. Frekvencija nositelja mijenja se prema modulacijskom signalu.PM –Fazna modulacijaFazna modulacija, kao i frekvencijska modulacija je oblik kutne modulacije. Kod PM se faza nositelja mijenja ovisno o modulacijskom signalu. Fazna modulacija je usko vezana s frekvencijskom modulacijom. Kod fazne modulacije uvijek postoji parazitna frekvencijska modulacija. Vrijedi i obratno.

4. Prijenosni i modulacijski signal kod analognih modulacija; odnos frekvencija.Prijenosni signal nam služi za prijenos informacije. On sam ne sadrži informaciju. Informacija je sadržana u modulacijskom signalu. Modulacijski signal je sam po sebi informacija. Prijenosni mora biti minimalno 2x veći od modulacijskog.

5. Indeks modulacije kod AM modulacije i opseg vrijednosti.Odnos modulacijskog signala i nemoduliranog nositelja zove se indeks modulacije ma

Indeks modulacije mora biti m <= 1. Ako je m > 1, ispravna demodulacija signala nije moguća. Za određivanje indeksa modulacije koristi se modulacijski trapezoid.Indeks modulacije je omjer između najveće promjene amplitude modulacijskog signala i najveće promjene amplitude prijenosnog signala. On pokazuje koliki je taj utjecaj modulacijskog signala na amplitudu prijenosnog signala.

6. U kojem se frekvencijskom području nalazi RF AM signal?150 kHz - 30,55 MHz

7. U kojem se frekvencijskom području nalazi RF FM signal?87,5MHz – 108 MHz

8. Frekvencijski spektar AM signala uz sinusni modulacijski signal. Na grafu označiti karakterisitčne frekvencije i amplitude pojedinih komponenata.

9. Navesti vrste modulacija impulsnih signala.PAM - eng. Pulse Amplitude Modulation PDM/PWM - eng. Pulse Duration/Width Modulation PPM - eng. Pulse Position Modulation PFM - eng. Pulse Frequency Modulation

+A

Tp

0

tt1

up(t)


10. Prijenosni i modulacijski signal kod modulacija impulsnih signala; odnos frekvencija.

Kod govornog signala širina frekvencijskog pojasa je od 300 do 3400Hz, te prema teoremu uzorkovanja frekvencija uzorkovanja mora biti 6800 Hz (znači, duplo veća), svakih 125 µs uzima se uzorak signala11. Parametri prijenosnog impulsnog signala – nacrtati i objasniti.

fp - frekvencija pojave impulsa (fp=1/Tp)t1 - trenutak pojave impulsa (odgovara fazi =2t1/Tp)

12. Što je uzorkovanje? Teorem uzorkovanja.

Impulsni prijenosni signal diskretna je pojava, pa se prije modulacije analogni signal treba diskretizirati po vremenu.Uzorkovanje je postupak uzimanja uzoraka iz procesa kako bi znali trenutno stanje procesa ili kako bi mogli diskretizirat analogni signal.

Vremenski kontinuiran signal je potpuno određen uzorcima signala ako je broj uzoraka u jedinici vremena veći od dvostruke najviše frekvencije = Nyquistov (Shannonov) - teorem uzorkovanja: 1/Tp ≥ 2 fmax13. Vrste digitalnih signala prema predznaku amplitude – objašnjenje i primjer.

-Unipolarni- pozitivan iznos amplitude, ne ide u neg.

-Bipolarni- poz i neg iznos amplitude


14. Frekvencijsko područje govornog signala i frekvencija uzorkovanja u praksi.Kod govornog signala širina frekvencijskog pojasa je od 300 do 3400Hz, te prema teoremu uzorkovanja frekvencija uzorkovanja mora biti 6800 Hz (znači, duplo veća), svakih 125 µs uzima se uzorak signala

15. PAM modulacija – objašnjenje; primjer.Najjednostavniji je postupak modulacije impulsnog signala (promjena amplitude impulsa proporcionalno promjenama razine modulacijskog signala).PAM odgovara postupku uzimanja uzoraka modulacijskog signala. uzorci modulacijskog signala predočeni su električnim impulsima konačnog vremenskog trajanja. PAM signal se može sastojati od unipolarnih ili bipolarnih impulsa.

16. Ekvivalent PAM signalu kod analognih modulacija.AM –Amplitudna modulacijaAmpitudna modulacija najstarija je modulacija. Tu se mijenja snaga odaslanog signala ovisno o informaciji koja se šalje.Amplituda AM moduliranog signala ovisi o modulacijskom signalu.

17. Vrste PAM signala.a) Unipolarni PAM signal – prirodno uzimanje uzorakab) Unipolarni PAM signal – Regularno ili uniformno uzimanje uzorakac) Bipolarni PAM signal - prirodnod) Bipolarni PAM signal – uniformno ili regularnoe) Impulsni prijenosni signal

18. Prirodno i uniformno (regularno) uzorkovanje modulacijskog signala kod modulacija impulsnih signala.Prirodni:

Razina impulsa slijedi promjene razine modulacijskog signala u intervalu vremena trajanja .


Uniformni: Razina impulsa je konstantna u intervalu i proporcionalna amplitudi na njegovom početku ili sredini!

19. Faktor kA u izrazu za PAM signal – značenje. Najveća promjena amplitude pojedine amplitude modulacijskog signala.

20. Spektar PAM signala za sinusni modulacijski signal – nacrtati i objasniti sve veličine.uPAM(t)= um(t) · up(t) - prirodni postupak uzorkovanja!

21. Spektar PAM signala za složeni modulacijski signal – nacrtati i objasniti sve veličine.

22. Sample and Hold modulator PAM signala – nacrtati i objasniti rad modulatora.


PAM modulator za generiranje regularnog PAM signala – koristi “Sample &Hold” sklop na izlazu.24. Demodulacija PAM signala; ulazni i izlazni signal PAM demodulatora.Kod PAM signala up(t) predstavlja pravokutni signal (impulsni), a um(t) sinusni signal.

Signali:

25. Stupnjevi NP filtra kao demodulatora PAM signala – primjer i značenje.

Izvedba NP filtra prvog stupnja

-propušta signale do određene frekvencije te ih poslije toga prigušuje, što je veći stupanj filtra to je veće prigušenje.26. Amplitudna frekvencijska karakteristika PAM demodulatora – objašnjenje.

Niskopropusni (NP) – propušta signale manjih frekvencija te do određene frekvencije prigušuje. (lijevo)

27. Granična frekvencija PAM demodulatora prvog stupnja.Pogledaj 26. pitanje (očitaj).

29. Selektivnost filtra.Filtar je dio svakog prijamnog sustava. Odabire frekvencijski pojas koji se treba dalje obraditi i ne propušta


signale na ostalim frekvencijama. Selektivnost filtra određena je faktorom Q koji se računa prema:

Q=f c

f 2−f 1 - gdje su f1 i f2 frekvencije na kojima razina signala pada na 50%, a fc he srediđnja ili razonantna frekvencija.

30. M-arni PAM; značenje i primjer.Svaki se simbol sastoji od N bita informacije. Modulira M = 2J diskretnih poruka u amplitude valnog oblika u svakom simbolnom periodu Tsym . Poznat kao PAM sa M-nivoa ili kraće M-arni PAM . Brzina bita je J fsym , gdje je fsym = 1 / Tsym brzina simbola . Uniformno razmaknute amplitude spaced amplitude. Mogući su različiti načini (mapiranja) pridruživanja simbola amplitudama.

31. PWM modulacija – objašnjenje i primjer.

PWM – što je amplitudna modulacijskog signala veća, to je veća i širina impulsa, i informacija se nalazi u širini impulsa.Modulacija širine ili trajanja impulsa karakteristični je modulacijski postupak za impulsne prijenosne signale.

Kod PWM modulacije informacija je sadržana u trenutku pojave impulsa, pa se zato taj postupak zajedno s modulacijom položaja impulsa i frekvencije impulsnog signala ubraja u postupke modulacije vremenskog parametra impulsnog prijenosnog signala.Širina se impulsa modulira mijenjajući položaj prednjeg boka, stražnjeg ili pak obaju bokova impulsa na vremenskoj osi.


Vremenski položaj boka impulsa koji se modulira proporcionalan je razini modulacijskog signala u renutku kad se uzima uzorak .

32. τ0 kod PWM signala.0 - širina nemoduliranog impulsa.

33. Faktor kD u izrazu za PWM signal – značenje. Faktor najveće promjene modulacije.34. Spektar PWM signala za sinusni modulacijski signal -na grafu označiti karakterisitčne frekvencije i amplitude pojedinih komponenata.

35. PWM modulatori – modulacija prednjeg brida.

Temelje se na usporedbi trenutne razine modulacijskog i pomoćnog pilastog ili trokutastog signala.

36. PWM modulatori – modulacija stražnjeg brida.


37. PWM modulatori – modulacija oba brida.Trokutasti signal. Za regularno uzorkovanje PAM sa S&H sklopom.

38. Demodulacija PWM signala; ulazni i izlazni signal PWM demodulatora.Komponente spektra modulacijskog signala sastavni su dio PDM/PWM spektra pa se demodulacija svodi na filtriranje niskim propustom!


39. Amplitudna frekvencijska karakteristika PWM demodulatora izvedenog kao NP filtar prvog reda – objašnjenje.

40. Prednosti i nedostaci PWM modulacije u odnosu na PAM modulaciju.Izobličenja mala za mali mD i veliki omjer fp/fmax!Prednosti u odnosu na PAM:

1. konstantna amplituda, 2. otpornost na šum

Mane u odnosu na PAM: 1. BPDM > BPAM 2. dio snage signala ne nosi informaciju

41. PPM modulacija – objašnjenje i primjer.Modulacija položaja impulsa (PPM) – naziva se još i modulacijom faze impulsa jer je ekvivalentna modulaciji faze sinusnog signala.Kod PPM signala informacija je sadržana u trenutku pojave impulsa jer modulacijski signal mijenja položaj impulsa u intervalu periode impulsnog prijenosnog signala.Vremenski položaj impulsa određen je razinom modulacijskog signala u trenutku uzimanja uzorka.

Položaji impulsa PPM signala u intervalu periode proporcionalni su razinama modulacijskog signala u tim trenucima.Jedan od najčešćih modulacijskih postupaka u TDM-sustavima, snaga je bolje iskorištena nego u PDM, te je utjecaj smetnji i šuma na PPM povoljniji )ima nešto povoljnija obilježja)42. Objasniti izraz kod PPM modulacije:

.Ovaj izraz služi za spektar PPM signala.Kod prirodnog uzorkovanja postoji DC komponenta i harmonici prijenosnog signala s bočnim komponentama. Nema komponente modulacijskog signala (informacija sadržana u fazi!).Kod uniformnog uzorkovanja spektar sadrži i modulacijski signal (jednostavnija detekcija uz korektor amplitude gornjih bočnih komponenata).Spektar se analitički dobiva iz trenutne faze:


Iscrtkana fm znaci da ako je prirodno uzorkovanje, nema je same. Ako je uniformno - postoji fm

43. PPM modulator baziran na PM signalu – nacrtati blok shemu i objasniti dijelove sklopa.

Na PM dolazi modulacijski i prijenosni sinusni signal. Dobije se PM signal, kojem limiter reže vrhove. Derivator utvrđuje mjesto porasta i mjesto pada.

Gdje je porast imamo + impuls, pad – impuls. Provedemo ga kroz diodu i ona odreže donje vrhove i ostaju samo gornji. Njihova pozicija ovisi i fazi.44. PPM modulator baziran na PWM signalu – nacrtati blok shemu i objasniti dijelove sklopa.

Na PM dolazi modulacijski i prijenosni sinusni signal. Dobije se PWM signal. Derivator utvrđuje mjesto porasta i mjesto pada. Gdje je porast imamo +impuls, , pad – impuls. Provedemo ga kroz diodu i ona odreže donje vrhove i ostaju samo gornji, Njihova pozicija ovisi ifazi. Monostabil daje za te impulse, impulse na izlazu iste širine.

45. Ekvivalent PPM signalu kod analognih modulacija.Još jedan postupak dobivanja PPM-signala malog indeksa modulacije pomoćnu sinusnog signala. Pomoćni se sinusni signal superponira na modulacijski signal. Ograničavanje amplitude dobivenoga složenog signala rezultira fazno moduliranim signalom u1

trapeznog oblika.

46. PFM modulacija – objašnjenje i primjer.Modulacija frekvencije impulsa - ekvivalentna s FM.Informacija sadržana u broju impulsa u jedinici vremena.Po obilježjima slična PPM-uZa modulacijski signal oblika:

Trenutna frekvencija iznosi:

A trenutna faza:

um( t )=Ummcosωm t

ω ( t )=ω p+kFU mmcosωmt=ωp+Δω cosωmt

Φ ( t )=∫0

t

ω ( t )dt=ωp t+Δωωm

sinωm t


Frekvencija se mijenja u skladu s modulacijskim signalom, a spektar je identičan PPM signalu.PFM se koristi u mjernoj tehnici, a rijetko u komunikacijskoj tehnici!47. Objasniti izraz kod PFM modulacije:

Modulacija frekvencije impulsnog signala po svojim obilježjima vrlo je slična modulaciji položaja impulsa. One su međusobno povezane slično kao i modulacija frekvencije i modulacija faze sinusnog signala. PFM-signal sastoji se od niza relativno „tankih“ impulsa. Broj impulsa u jedinici vremena proporcionalan je razini modulacijskog signala. Ako je oblik modulacijskog signala sinusan, trenutna će frekvencija ili repeticija PFM-signala biti:

48. Ekvivalent PFM signalu kod analognih modulacija.PM (pogledaj pitanje broj 3.)

49. PFM modulatori – objasniti.

Dovede se signal preko kondenzatora C na ASTABIL i taj signal mijenja frekvenciju osciliranja astabila. ASTABIL daje digitalni signal na izlazu proporcionalan RC konstanti astabila.

• ili iz sinusnog FM signala (limitiranje + d/dt + monostabil)PFM se koristi u mjernoj tehnici, a rijetko u komunikacijskoj tehnici!PFM se ne koristi u TDM-u ako modulacijski signal sadrži DC komponentu, jer relativni fazni pomak raste s vremenom pa PFM signal može upasti u susjedni kanal!

50. Princip dobivanja binarne informacije – PCM modulacija.Pulsno kodna modulacija (PCM) je takav modulacijski postupak u kojem se uzorak ulaznog signala zamjenjuje odgovarajućim kvantizacijskim nivoom koji se zatim prikazuje u obliku binarnog koda realiziranog karakterističnim rasporedom impulsa s dva stanja.Zbog dobrih osobina, s obzirom na smetnje i zbog toga što se mogu direktno unositi u digitalna elektronička računala.PCM moduliranje se vrši u tri koraka:

a) uniformno uzorkovanje po vremenu, b) kvantizacija po amplitudi, c) kodiranje

51. Načini prijenosa digitalnog signala – objasniti.



Za um( t )=U=konst .ω=ω p+ΔωΦ=ω p t+Δωt


Poruka se u predajnom (odašiljačkom) pretvaraču (može sadržavati i A/D konverter) pretvara u digitalni signal. Predajnim (odašiljačkim) filtrom, propusnikom nižih frekvencija (NF, NP), ograničava se spektar signala koji izlazi na liniju. Na taj način štite se ostali sustavi prijenosa od eventualnog utjecaja komponenata visokih frekvencija u spektru prenošenog digitalnog signala.Prijenos signala u osnovnom opsegu frekvencije ima široku primjenu. Na takav način prenose se telegrafski signali, signali govora, glazbe, nepokretne i pokretne slike na načelu impulsne kodne modulacije (PCM), kao i signali podataka u posebnim, specijaliziranim sustavima.

52. Vrste diskretnih modulacija sinusnog signala.Diskretna modulacija sinusnog signala:

• ASK (eng. Amplitude Shift-Keying)• FSK (eng. Frequency Shift-Keying)• PSK (eng. Phase Shift-Keying)

53. Prijenosni i modulacijski signal kod diskretnih modulacija sinusnog signala; odnos frekvencija.BINARNI oblik modulacijskog signala, Um(t): 1010101010100101010100101001010101SINUSNI prijenosni signal, Up(t):

54. Što predstavlja M ispred naziva diskretne modulacije sinusnog signala? Što je n? Dati najjednostavniji primjer.M – Broj modulacija; n – Broj prenesenih bitova; N – broj elementarnih signala

55. Elementarni signal za M-arne diskretne modulacije sinusnog signala; primjeri.Broj elementarnih signala obično je potencija broja dva, pa se svakom elementarnom signalu pridružuje grupa binarnih simbola koja se sastoji od dva, tri, četiri ili više simbola.

56. Brzina prijenosa elementarnih signala i brzina prijenosa podataka. Primjer za n=1, n=2, n=3 i n=4 (MPSK modulacija).

definira se brojem elementarnih signala/sekunda (1 BAUD)


57. ASK modulacija – objašnjenje i primjer.Diskretna modulacija amplitude (ASK) – najstariji postupak modulacije sinusnog signala diskretnim signalom.Prijenosni je signal Up(t) u ovom slučaju sinusni signal, dok je modulacijski Um(t) pravokutni (impulsni signal). Koriste se u prijenosu telegrafskih znakova i u nekim sustavima posebne namjene.Signal:

58. Frekvencijski opseg ASK signala.Idealni ASK-signal zauzima beskonačno širok frekvencijski pojas.

59. Objasniti izraz kod ASK modulacije:

- Upm – - ωpt - frekvencija

60. ASK modulatori u mikrovalnom području – nacrtati i objasniti princip rada.

U mikrovalnom području frekvencija modulacija se obavlja pomoći promjenljivih atenuatora koji se izvode s PIN-diodama. Promjene otpora diode mijenjaju se prijenosne osobine četveropola koji služi kao modulator. Za vrijeme visokih razina digitalnoga modulacijskog signala, otpor diode je malen. Kod serijskog spoja dioda praktički ne izaziva diskontinuitet impedancije na prijenosnoj liniji i cijela snaga prolazi sklopom. Kod paralelnog spoja dioda uzrokuje kratki spoj na prijenosnoj liniji, pa se mikrovalni signal reflektira i izlazna je snaga jednaka nuli. Pri niskim je razinama modulacijskog signala otpor diode velik pa izaziva refleksiju kod serijskog spoja, a kod paralelnog snaga prolazi bez prigušenja. Ovdje su opisane idealne osobine te se praktički ne mogu ostvariti, ali se mogu koristiti u nekim konačnim granicama (zbog mjenjaja otpora diode).

61. FSK modulacija - objašnjenje i primjer.FSK predstavlja diskretnu modulaciju frekvencije (eng. Frequency Shift Keying) i spada u jednu od diskretnih modulacija sinusnog signala. Prijenosni je signal Up(t) u ovom slučaju sinusni signal, dok je modulacijski Um(t) pravokutni (impulsni signal).

uASK ( t )=uDm( t )U pmcosω p t


62. Kada se događa diskontinuitet u fazi FSK signala (nacrtati takav signal)? Nacrtati FSK signal s kontinuiranom fazom.

Diskontinuiran KontinuiranDolazi do diskontinuiteta jer prilikom prijelaza iz jedne frekvencije u drugu.61. Frekvencijski spektar FSK signala – objašnjenje za različite indekse modualcije. Što je Δf?

Slika predočuje kvalitativni oblik spektra FSK-signala za različite vrijednosti indeksa modulacije. Diskontinuiteti faze moduliranog signala uzrokom si velikom broju komponenata spektra. Ako je faza kontinuirana, a posebno pri modulaciji oblikovanim impulsima, taj se broj znatno smanjuje pa modulirani signal zauzima uži frekvencijski pojas.

Df - devijacija frekvencije

62. FSK signal iz ASK signala – objašnjenje i primjer.Zbrajanjem dva ASK signala, jedan prijenosne frekvencije f0 i drugi f1

(nastali , dobijemo jedan FSK signal.Ovo se primjenjuje u spektralnoj analizi ove klase FSK-signala.

63. Širina pojasa FSK signala i širina kod većih devijacija.

Širina pojasa FSK-signala određuje se ekvivalentno širini pojasa FM-signala, tj.: )3(2 mFSK ffB D

Kod većih devijacija je: )(2 mFSK ffB D

, a tim su pojasom harmonici razine 0,1UPM.


Prema jednadžbi; FSK signal će unutar govornog kanala od 300 do 3400 Hz zauzeti pojas od 700 do 2700 Hz.

64. Princip rada FSK modulatora s dva oscilatora. Nacrtati i objasniti.Modulator s dva oscilatoraSlika prikazuje temelje postupka generiranja FSK-signala. Oscilatori generiraju električne titraje stabilne frekvencije f0 i f1.Modulacijski signal upravlja jednom elektroničkom preklopkom kojom se odabire signal jednog oscilatora ovisno i razini digitalnoga

modulacijskog signala. U vremenskim intervalima koji odgovaraju simbolu 0 odabire se signal frekvencije f0, a u intervalima simbola 1 uzima se signal frekvencije f1. Može doći do izobličenja signala prilikom prijelaza oscilatora.65. Princip rada FSK modulatora s jednim oscilatorom. Nacrtati i objasniti.

66. Titrajni krug kod FSK modulatora koji je izveden pomoću oscilatora s usklađenim kolektorom - frekvencija osciliranja je proporcionalna kojoj veličini? Objasniti primjerom.

Frekvencija titraja približno je jednaka rezonantnoj frekvenciji titrajnog kruga. Za vrijeme niskih razina modulacijskog signala kapacitet C1 nema utjecaja na rad sklopa oscilatora ako je otpor Rm dovoljno velik. Frekvencija će titraja tad biti:

67. Titrajni krug kod FSK modulatora koji je izveden pomoću Hartleyevog oscilatora - frekvencija osciliranja je proporcionalna kojoj veličini? Objasniti primjerom.

Za vrijeme visokih razina modulacijskog signala dioda D propusno je polarizirana i spaja kapacitet C1 na masu. Tako je kapacitet C1 paralelno spojen titrajnom krugu oscilatora pa je frekvencija titraja:

Primjer: (slika 6.20 s Hartyevim oscilatorom) Dioda D oropusno je polarizirana za vrijeme visokih razina modulacijskog signala i s time kratko spaja kapacitet C2. Dioda je nepropusno polarizirana za vrijeme niskih razina modulacijskog signala. Diskretne promjene frekvencije nastaju zbog diskretnih promjena veličine reaktancije koja se paralelno spaja titrajno krugu oscilatora.

68. FSK modulator u području niskih frekvencija – objašnjenje i čemu je proporcionalna frekvencija osciliranja?

U području niskih frekvencija vrlo su prikladni sklopovi RC-oscilatora zbog praktične izvedbe. Oni mogu poslužiti i za generiranje FSK-signala. Diskretne promjene frekvencije titraja ostvaruju se diskretnim promjenama veličine otpora ili kapaciteta jednoga ili više elemenata u grani povratne veze.

69. PSK modulacija – objašnjenje i primjer.Diskretna modulacija faze PSK (eng. Frequency Shift-Keying)


Postupak PSK je vrlo sličan i tijesno povezan sa FSK, no kod diskretne modulacije nije tako. Pri PSK modulaciji diskretno se mijenja faza signala zbog diskretnog oblika modulacijskog signala. Kod FSK se zasniva na ASK signalu.Najjednostavniji oblici PSK: BPSK (Binary phase shift keying)

70. Broj stanja kod BPSK, QPSK i 8PSK modulacija; koliki se broj bita prenosi za svaki signal posebno – zapisati sve kombinacije.Broj stanja:BPSK – M=2 (1 bitm „0“ „1“) , QPSK – M=2,4,8 (2 bita, "01" "11" "00" "10"), 8PSK – M=8 (3 bita, "110" "111" "101" "100" "000" "001" "011" "010")71. Nacrtati moguće položaje vrha verzora BPSK, QPSK i 8PSK modulacija.

BPSK QPSK 8PSK72. Objasniti krugove šuma – primjer BPSK, QPSK i 8PSK modulacije.

Slika: Krugovi šuma za QPSKDjelovanje smetnji i šuma manifestira se u promjeni amplitude i faze moduliranog signala. Vrh verzora QPSK signala na koji je superponiran šum nalazit će se u nekom krugu koji se naziva krugom šuma. Radijus kruga šuma ovisi o razini šuma ili smetnje. Ako je snaga šuma prevelika i ako se krugovi dodiruju tada će se pojaviti pogreške pri demodulaciji PSK-signala. Kod QPSK postupka dodiruju se krugovi pri manjem radijusu kruga, odnosno pri manjem radijusu nego kod BPSK. Daljnje povećanje broja diskretnih stanja faze, povećava se osjetljivost sustava (8PSK).

73. Usporediti BPSK, QPSK i 8PSK modulacije (prednosti i nedostaci).BPSK-postupak se odlikuje visokom korisnošću u pogledu snage, tj. prilično je otporan na smetnje. On je, međutim, dosta skromne spektralne korisnosti.QPSK-postupak još uvijek postiže dosta visoku korisnost u pogledu snage, a povećana mu je i spektralna korisnost u odnosu na BPSK-postupak. Uobičajeno je QPSK svrstati među modulacijske postupke s dobrom korisnošću snage.8PSK-postupak povećanjem broja mogućih diskretnih stanja faze PSK-signala povećavamo i spektralnu efikasnost modulacijskog postupka. Takvi signali, međutim, zahtijevaju višu odnos signal/šum, ali su oni relativno loših osobina u pogledu potrebne snage moduliranog signala.

74. PSK modulator s 4 diode. (neznam jel ovo točno)


75. Blok shema i objašnjenje postupka dobivanja QPSK signala.

76. Grayev kod i smisao Grayevog kodiranja.Grayev kod dužine n>1 je niz k-torka bita (k>=1) b1,b2,…bn takvih da se u nizu od b svaka dva uzastopna člana, kao prvi i posljednji član razlikuju po jednoj poziciji . NPR – Grayev kod dužine 4 je 00, 01, 11, 10Primjer k=3, n=8000, 001, 011, 010, 110, 111, 101, 101

Grayev kod se koristi i kao ciklički kod za kodiranje dekadnih znamenaka binarnim riječima pri ćemu se u binarnim riječima mijenja samo jedna znamenka. Ovo svojstvo ga čini pogodnim za primjenu u kontroli pozicija rotirajućih elemenata, kao npr. Kod nekih printera, mehaničkih dekodera.

78. Kako se ostvaruje prijenos podataka velikim brzinama kroz ograničeni frekvencijski pojas?Djelotvornost (brzina) prijenosa raste s povećanjem broja faznih elemenata, a bolje je i iskorištenje frekvencijskog pojasa.

79. Prednosti QAM u odnosu na PSK modulacijske postupke.Modulacijski postupci s više razina (npr. 64PSK) daju pogoršani S/Š, zato se često koriste HIBRIDNI modulacijski postupci kod kojih se istovremeno moduliraju dva parametra prijenosnog signala.Prednost je ta što se kod PSK modulacije može samo faza modulirati, dok kod QAM možemo fazu i amplitudu (nudi nam dva stupnja slobode)

80. Koja se dva parametra istovremeno moduliraju kod QAM modulacije?Ako su dva parametra amplituda i faza signala promjenjivi ovisno o ulaznom signalu, tada govorimo o hibridnom postupku koji se naziva KVADRATURNA AMPLITUDNA MODULACIJA ili QAM.Signali se u takvim sustavima prikazuju geometrijski, konstelacijskim dijagramima!!81. Navesti moguće slučajeve prikazivanja signala; primjeri.


82. Kako se prikazuje signal težinskom sumom? Objasniti.

Prikazujemo ga kao set signala si(t) gdje i ide od 1 do M te se sastoji od M signala gdje je svaki signal prikazan

linearnom sumom baznih funkcija, a prikazati ga možemo pomoću formule: si (t )=∑

j=1

N

sijφ j (t ), 0≤t≤T .

Broj baznih funkcija potrebnih za prikaz signala ovisi o dimenzionalnosti signala. Neki signali trebaju jednu baznu funkciju, a neki beskonačno mnogo. Broj dimenzionalnosti signala je broj N i uvijek je manji ili jednak broju signala u setu.

83. Što je konstelacijski dijagram? Nacrtati i objasniti.Konstelacijski dijagram je dijagram koji prikazuje signale korištenjem dva nosioca i to jednog u kvadraturi s drugim pomaknutog za 90 stupnjeva u odnosu na drugi. Ovaj dijagram omogućuje definiranje i prikaz amplitude i faze signala. X-os predstavlja nosioca u fazi, a Y-os prikazuje nosioca u kvadraturi.

84. MQAM – oblik i objašnjenje izraza za takav signal.

Opći oblik je: si(t) =√ 2 Emin

T saicos (2πf ct )+√ 2Emin

T sb i sin (2πf c t )

, 0 £ t £ Ts i = 1,2,…M

Emin = energija signala s najnižom amplitudom ai, bi = nezavisni cijeli brojevi koji se odnose na lokaciju signalne točke u signalnom prostoru (konstelacijskom dijagramu) Ts = period simbola

• energija po simbolu / distanca između susjednih simbola nije konstantna à vjerojatnost pojave ispravnog simbola nije jednaka za sve simbole

• Pilot tonovi se koriste za podešavanje efekta kanala

85. Što su bazne funkcije MQAM signala? Matematički zapis i objašnjenje.

86. Što su koordinate MQAM signala i kako ih zapisujemo?-


87. Tipovi konstelacijskih dijagrama QAM sustava. Primjeri.

88. Što je spektralna efikasnost? Mjerna jedinica.

CB

= log2(1+EbC

N0B )[

bit /secHZ ]

89. Što je jitter?Jitter je kratkotrajno značajno odstupanje uzoraka digitalnog signala od njihovih idealnih vremenskih položaja. Možemo reći da jitter na običnom taktu signala je razlika između vremenskih prijelaza impulsa realnog takta i vremenskih prijelaza koji bi se dogodili da je takt idealan. Tj jitter predstavlja faznu modulaciju digitalnog signala. Razlikujemo nekoliko vrsta jittera kao što su deterministički, slučajni, periodični, periodično ovisni, jitter izobličenja, jitter uslijed interferencije.

90. Blok shema QAM modulatora i objašnjenje.

91. Blok shema QAM demodulatora i objašnjenje.

92. QAM analizator.Služi za analizu signala na smetnje i šumove pri čemu možemo analizirat analogne i digitalne signale.

93. Što je vjerojatnost pogreške M-arnog QAM sustava?Srednja vjerojatnost pogreške Pe za M-arni QAM, izražena preko minimalne energije Emin približno je jednaka:

Pe »

4 (1− 1√M )Q(√ 2 Emin

N0)

Srednja vjerojatnost pogreške Pe za M-arni QAM izražena preko srednje energije Eav približno je jednaka:

Q Q Q

I I I


Pe »

4 (1− 1

√M )Q(√ 3 Eav(M−1)N0

)

Documents

DKS - Modulacije - Verzija 2