مدولاسیون و انواع آن

صفحه 1:
به نام خدا فصل سوم مدولاسيون و انواع آن مقدمه براى انتقال صوت به فواصل دور به شرليط ويزه اى نياز داريم. در اين فصل با انواع مدولاسيون و سيكنال حامل و ضریب مدولاسیون و طیف فرکانسی (960) آشنا خواهيم شد. 

صفحه 2:
سیگنال صوتی و نحوه انتقال آن یکی از مهم ترین لمواج ۰ امواج صوتی می باشد که انسان با آن سرو کار دارد. از طریق این امولج ما گفتگو می کنیم یا با به صدا در آوردن بوق به عابرین هشدار می دهیم. برای | صوت به محیط مادی نیاز داریم. در واقع صوت ارتعاشات مکانیکی است. این ارتعاشات از طریق ارتعاشات ملکول های هوا منتقل می شوند. ارتحاشات ملکول های هوا از طریق حفره كوش به پرده گوش برخورد کرده و صدا شنیده می شود. نکته امواج صوتی در محدوده 000 هرتز تا 000 کیلو هرتز قرار دارند. فركانس كم صوتي فرکانس متوسط صوتی صداها تقريباً بدطور همزمان. _ کب 68 به گوش شنونده می‌رسد شكل ا امواج صوتی با فرکانس‌های مخلف 

صفحه 3:
||| || أ ااا»هه))) ‎E‏ 7 اس نجوه‌ی برخورد: 3 ‎Se‏ سین اجان بت ی ‎a‏ تحومى برغوره ملكولهلى هوا به يردى كو اسان 

صفحه 4:
سرعت صوت سرعت انتشار صوت در یک محیط به ویژگی های محیط انتشار بستگی دارد. صوت در محیط های گازی و مایع و جامد منتشر می سرعت صوت در هوا در صفر درجه 000 متر بر ثانیه است و در دمای 000 درجه سانتی گراد 0680 متر بر ثانیه می باشد. جدول اس سرعت صوت در اجسام مختلف واحد | سرعت صوت | محیط انتشار صوت ‎m/sec‏ ۳۳ هواى صفر درجه سانتى كراد ل ال ا ‎as m/sec‏ آب در دمای ۲۵ درجدى سانتى كراد ‎m/sec‏ ۶ | آهن 

صفحه 5:
اگر سرعت صوت 0680 متر بر ثانیه در نظر گرفته شود و اين صوت در نقطه 9) تولید شود پس از یک ثانیه در فاصله 00*00 متری شنیده می شود. طول موج از رابطه زیر بدست می آید. در این رابطه () سرعت صوت و *) فرکانس صوت می باشد و ۸ طول موج می باشد. 

صفحه 6:
به عنوان مثال طول موج کمترین و بزرگ ترین فرکانس صوتی *26) برابر است با:سرعت صوت در هوا 0600 متر در ثانیه می باشد. انتقال صوت به فواصل دور توسط سیم یا کابل حنجره انسان به گونه ای است که نمی تواند دامنه های تارهای صوتی را بيش از حد زياد كند. این محدودیت باعث می شود برای انتقال صوت به فواصل دور (0000©متر) از دستكاه تقويت كننده (آمپلی فایر) استفاده کند. برای پخش صوت نیاز به یک بلند گو ضروری است وهمچنین برای انتقال » به سیم یا کابل نیاز داریم. نکته: استفاده از سیم و کابل برای انتقال صوت برلی فواصل دور موجب افت ولتاژ و توان می شود. 

صفحه 7:
منوت راتفي نوانبهفراصلل تو لیکو شنهز) توسط اميل ین و بلتگو معل کرد زیر الف تلفات توان و ولقار زیاد است. بد به سبب طولانى بودن ميستم آسیب پذیرتر است. ج- هرينه نصب و راه اندازى ‎٠‏ تعمير و نكهدارى زياد است. د- بيام نمى تواند محرمانه باقى بمائد. نکته: اگر صوت مستقیما" در فضا يخش شود موجب آلودكى صوتى مى شود. 

صفحه 8:
انتقال سیگنال صوتی به فواصل دور توسط لمواج الکترومغناطیسی ‎is‏ تی » تبدیل لین لمواج به امواج به نظر مى رسد ساده ترين روش براى التق لمواع =“ بدی للكترو مغناطيسى مى باشد و آنها را توسط ‎BK ple Gal‏ ‎ ‏دكل اك تديل امواج صونى به امراج الكو ستاطيسي 

صفحه 9:
به دلایل زیر نمی توان لمواج صوتی را توسط امواج الکترومغناطیس انتشار داد. الف- فرکانس امواج صوتی کم و طول موج آنها بزرگ است لذاانتال نها تقریبا" غير ممکن است. ب- در صورتیکه انتقال امواج صوتی توسط آنتن ممکن باشد نیاز به آنتن طویل داریم. ج- با فرض اینکه آنتن طویل ساخته شود به دلیل آنکه صوت ترکیبی از فرکانس ها است نیاز به آنتن های متعددی می باشد. د- با فرض پذیرفتن آنتن های متعدد در هر منطقه نمی توان بیش از یک ایستگاه داشت زیرا به دلیل مشابهت طیف فرکانسی افراد تداخل بوجود می آ با توجه به موارد فوق نمی توان صوت را مستقیما" در فضا فرستاده پس چه بايد كرد؟ انسان براى مسافرت به مکان های دور از یک وسیله نقليه استفاده مى كند. كه وسيله مى تواند یک حیوان یا ماشین یا هواپیما باشد. اگر وسیله نلیه امواج للکترو مغناطیس باشد. با توجه به اينکه این امواج با سرعت نور حرکت می کنند ۰ فواصل زیاد را کمتر از ثایه طی می کند. 

صفحه 10:
مثلا" اگر فاصله تهران از مشهد 00000 کیلومتر باشد داریم: فاص - زمان مسافرت با پای پاده = ۹۶-6 شبانه روز ۸< ساعت ۱۹۲< 901 ‎ _ km‏ فاصله _ _ زمان‌طی ند» وسط ‎ee Yooesskm/sec‏ امواج الکترومقناطیسی 

صفحه 11:
یمد مدا وت = “NING hate در فاصلهی طولانی فرد خسته می‌شود و ممکن است ‎ed‏ ببیند 2 om, وسيلدى نقليه امواج الكترو ‎oa‏ ‏طی کردن مسافت با وسیله قلیهای مانند هو بیما موجب خستگی و فرسودگی أقرد تمى شود. 

صفحه 12:
اگر سیگنال صوتی را بتوان روی یک وسیله نقلیه سوار کردلامواج الکترومغناطیس) و در فضا منتشر کرد لشکال روش ارسال مستقیم حل می شود.به ابن روش مدولاسیون گویند. مسد+0) سیگنال پیام را سیگنال مدوله کننده گویند. م2 ,سل سیگنالی که پیام روی آن سوار می شود را سیگنال حامل بیس یا سیگنال مدوله شونده گویند. امه سل به مدار يا دستگاهی که عمل مدولاسیون را انجام می دهد مدولاتور گویند. م74( 

صفحه 13:
کل ‎Sl fle Sp tk‏ تحومى أتجام مدر لاسيون 

صفحه 14:
مزایای استفاده از سیگنال *۲6) به عنوان حامل جدول ‎ale SP‏ استفاده از سیگال 11 به عنوان حامل | اتشارپااتفاده ازسیگل :۳‏ ] با سیب زد ون فرکن: طول تن بهشدت کاهش he واگ ولآ وهای نی را زین مود | ده از ‎odie alg postin ble galt‏ بستكا وی را دبک من دا کرد | أركانسي موت ترخلى عد يأؤاسته ‎tel‏ با ‎ ‎ ‎ 

صفحه 15:
چگونگی عمل مدولاسیون ملس در سوار کردن لنسان در هواپیما هیچ گونه تغییری در ماهیت انسان لیجاد نمی شود ولی در عمل مدولاسیون شکل سیگنال ارسالی و پیام متفاوت می باشد. مشخصه سیگنال حامل سیگنال حامل سینوسی یا مربعی می باشد. ولی در فرستنده های محلی از سینوسی استفاده می شود. سيكنال سينوسى داراى سه مشخصه مى باشد كه عيارئتد: @roplinde als 1 Preqeay US -O 5 sf 5 hoe 34 -O رد ش = شکل ۲-۱۰ مشخصههای اصلی سبگنال حامل و معادلدی موج. 

صفحه 16:
مدولاسیون مدولاسیون عبارت است کنترل یکی از مشخصه های اصلی حامل توسط پیام به طوریکه گیرنده بتواند اطلاعات ارسالی را مجددا" بازسازی کند. چون سیگنال حامل سینوسی می باشد لذا می توان سه مشخصه دامنه ۰ فرکانس و فاز را با سیگنال پیام تغییر داده پس سه نوع مدولاسیون دامنه» فرکانس و فاز وجود دارد. مدولاسیون دامنه ما01 سب در مدولاسیون دامنه فرکانس ثابت بوده و دامنه آن متناسب با دامنه بيام تغيير مى کند. مدولاسیون دامنه را مدولاسیون (96) گویند. خداکتر دامن ,5 ‎Z‏ حداقل دام ‎tee‏ He yt 

صفحه 17:
در شکل های زیر شکل پیام سینوسی نیست. سیگال مدوله کنده صوتی ۱ سیگال بیام ‎i‏ ‎eRe 1 de Je‏ ۱ سیگتال مدوله شدء 

صفحه 18:
سیگال ام ۱ سیگنال حامل ۱ سیگنال مدرله شده 

صفحه 19:
نکته: سرعت تغییرات دامنه حامل بستگی به فرکانس پیام دارد. الف) فركانس بيام ‎١10‏ هرتز ب) فرکانس بیام ۲۵۰ هرتز 

صفحه 20:
معادله موج ‎BO‏ ‏اگر معادله پیلم و حامل یه صورت زیر باشند. (pla) ‏بر‎ = Ep SIN yt ۳ ‏(حامل)‎ ¢, =B, sino,t ry Cmod =(E, +E,, Sin@,t) ۳ ‏دامنه موج مدوله‎ بلوک دیاگرام معادله موج مدوله شده به صورت زیر است. دایعا شکل ۳-۱۷ پلوک دیاگراممعدهموج ملد شده 

صفحه 21:
ابره ممع يكال بيام مسیون ‎AM‏ ا 2۳ بوچ حال موج منوله شده ار ی sinx.siny =T[eos(x —y)—cos(x+ y} Oma =(E, +E, SiN®,,t).sin@,t mad =E, sin@,t+E,, sin@,,tsin@,t 

صفحه 22:
1۵ - ۳0۹ شکل ‎٩‏ اس طیف موج مدوله ‎AM ode‏ 

صفحه 23:
شاخص مدولاسیون سوه م0240 در شکل های زیر سه نوع مدولاسیون رسم شده است. (wn مدولاسیون ۱۰۰ © cred ‏صورت‎ Sen مدولاسیون پیت ۱۰۰74 

صفحه 24:
مدولاسیون کمتر از صد در صد مرقلست تسم اسلا ما سا در اين نوع مدولاسیون دامنه حامل هیچ وقت به صفر نمی رسد. به عبارت دیگر دامنه پیام از حامل کمتر است. poe huadred pervedi wodukitiog Sue pd due (y yuu) pte در اين نوع مدولاسیون دامنه حامل در یک لحظه به صفر می رسد. به عبارت ديكر اين نوع مدولاسیون وقتی اتفاق می افتد که دامنه پیام و حامل با هم برابر باشند. مدولاسیون بیش تر ازصد در صد میلس ‎Qore toa huedeed perved‏ در اين نوع مدولاسیون دامنه حامل مدتی برابر صفر می باشد. اين نوع مدولاسیون وقتی اتفاق می افتد دامنه پیام از حامل بزرگتر باشد. این نوع مدولاسیون عملا" استفاده نمی شود زيرا در بازسازی سیگنال قسمتی از پیام حذف می شود. برای مقایسه درجه بندی مدولاسیون ۰ شاخص مدولاسیون تعریف می شود. 

صفحه 25:
شاخص مدولاسیون نسبت دامنه پیام به دامنه حامل را شاخص مدولاسیون یا ضریب مدولاسیون می نامند. ع دامنه‌ی بيام ‎Oo sls‏ وإريوى ‎Po‏ در صد مدولاسیون مسعلل() ‎Pervedt oP‏ چون ضریب مدولاسیون کمتر از واحد می باشد لذا در صد مدولاسیون تعریف می شود. 

صفحه 26:
در شکل زیر ضریب مدولاسیون را بدست آورید. E,=0-V pe wl 1 2 1 oul شكل ‎TON‏ محاسيدى ضريب مدو لاسيون 

صفحه 27:
طیف فرکانسی ‎BD‏ در صورتی یک موج مدوله 960) با حاملی با فرکانس ۳ و با یک موج پیام با فرکانس <) را به یک طیف نما وصل شود ۰ در طیف نما فرکانس های ۶) و )و ۳)+۳2) ظاهر می شود. به مجموعه فرکانس های فوق طیف (00) گویند. در طیف ‎Pr vals Adela BO‏ برابر0) و دامنه فرکانس های م4 و م۳2 برابر 697/6 می باشد. (2/6»-6/6) فرکانس تفاضل را فرکانس کناری پایین گویند ۵0۶)را ‎renee‏ 2 سسا فرکانس مجموح را فرکانس کناری بالا گویند 80۴ ‎Gide Prequeay‏ ] شكل 71ت طيف فركانسي 131 

صفحه 28:
در صورتیکه پیام از چند سیگنال سینوسی درست شده باشد» برای هر یک از موج های سینوسی یک فرکانس کناری بالا و پایین ایجاد می شود در این حالت مجموعه ای از طیف فرکانسی بدست می آید. ع دامنه 1 شكل ‎TOI‏ مجموعدى طيف فركانسى مثال ۳-۷ سیگنال بیامی شامل فرکانس‌های 2۳1112 ‎tay‏ < ,م۳ ر 2۲۰102 ,1۳ است. در صورتی که این KHZ ‏سيكتالها را روی سابل ۳-۵۰-1602 دوه کم و سيكتال‎ ‏مدوله ده راب دستگاه طیف نما بدهیم چه فرکانس‌هایی روی صفحه‎ ‏دستگاه ظاهرمی‌شود؟ فرکانس‌های کناری بالا و فرکانس‌های کناری‎ ‏بابين كدامائد؟ دا مندى طيف قركانسى يستكى به چه عواملی دارد؟‎ الكل ۰-۵۲ ۲ب م 

صفحه 29:
فرکانس حامل در فركانسهاى ‎Wests‏ ج ,۳1۳ فرکانس‌های کناری بایین > ,و۲ شکل ۳-۲۴ طیف فركانسى حاصل از سيكثال يبام مركب 

صفحه 30:
نکته: اگر شکل پیام مریعی باشد. باند کناری بالا و پایین ازترکیب هارمونیک های موج مربعی بدست می آید. الف -سیگنال مدوله شده ۸ عامل = ل ب طیف فرکانسی شكل 10 طيف فركانسى حاصل از مدولاسیون موج مربعی 

صفحه 31:
پهنای باند سیگنال ‎BD‏ در صورتی که سیگنال پیام از چند سیگنال سینوسی درست شده باشد» در صورت عمل مدولاسیون هر یک از موج های سینوسی به تنهایی یک طیف فرکانسی دارد. در اين حالت باند کناری بالا و باند کناری پایین بیش از یک فرکانس دارد. اگر تعداد فركانس هاى بيام زياد باشد طیف فرکانسی پیام پیوسته خولهد بود. ع دامن شکل ۳-۲۶ باندهای کناری یلاو بایین whe tse use, ۱ شکل ۷آس ۳ باند فرکانسی پیوسته 

صفحه 32:
پهنای باند سیگنال مدوله شده > له پهنای باند موج 960) عبارت لست محدوده فرکانس های است که در فاصله کمترین فرکانس باند کناری پایین و بیشترین فرکانس باند کناری بالا قرار دارد. نکته پهنای باند 000) تجاری 400 کیلو هرتز می حداکثر فرکانس پیام 0 کیلو هرتز نباید بیشتر باشد. 

صفحه 33:
توان موج مدوله شده 60) با توجه به طیف فرکانسی 960) توان موج (96) بیشتر از حامل می باشد. ۳ شکل ۲۸سآس تمابش مرج حامل و فركانسهلى جاتبى بالا و بابيين مقدار كل توان از رابطه زير بدست مى آيد. در ابن شكل مقادير دلمنه به سورت موثر مى باشد و ۲ مقاومت تابشی آنتن است. | ‏توأذفركاتس‎ | an le 

صفحه 34:
ثبات می شود 00 درصد توان در موج حامل و 07 درصد توان در باند های کناری قرار دارد.لذ! بازده کم می شود و برای افزایش بازده روش های مدولاسیون 060) مطرح می شود. با توجه به اين که موج پیام سینوسی خالص نیست [ذا موج 960) دارای طیف فرکانسی می باشد. ع دامن ‎Wee ak‏ باند جاتى بايين ‏روش ‎OD cops pie Sly) cola‏ در صورتى كه در ارسال موج (00) قسمتى از موج (96) حذف شود 0 نوع مدولاسيون (000 داريم. 

صفحه 35:
ارسال مدولاسیون دلمنه به صورت کامل 00-4۳0) ‎Ourrter‏ ۳۵ - م0 ابو ‏در اين روش فرکانس حامل و فرکانس های جانبی بالا و پایین ارسال می شود. > ©000-6. لينروشدر فرستندم تجارءإستفادم می‌شود. ‎ ‏شکل ۳۱ طيف موج مدرله شد بد روش 81-100 

صفحه 36:
ارسال مدولاسیون 00) به روش دو باند کناری 6000-90 یا 0680 با حذف سیگنال حامل ‎Ouppreseed Ourter‏ ۱ در این روش فقط باند کناری بالا و پایین فرستاده می شود و سیگنال حامل حذف می شود. سم 6-(30) و رلندمان‌زیاد دامن شكل ‎TOIT‏ طیف موج مدوله شده به روش 158 

صفحه 37:
ارسال مدولاسیون (90) به روش یک باند کناری ‎COO (Grade vide Bed)‏ در اين روش یکی از باند های کناری و حامل فرستاده می شود »000-02. رلندمانزياد و پهناوب‌اند کم دلرد. هه | 5 tothe شکل ۳-۲۲ پنه ای باه رون 88 طیف ‎ye‏ مداد | شکل الاك بق جانى اين هر طيف موج مول هد يه رون ال 

صفحه 38:
ارسال مدولاسیون 900) با باند کناری مستقل :(2074) )4160 در اين روش یکی از باند های جانبی بالا یا پاین ارسال می شود و سیگنال حامل حذف می aul ‏اع‎ شکل ۲۵س "بان جانی بینبدونحامل ع دامن بان جانى بال الا Tet ew شکل ۳۲۶ س پاندجانی بالابدون حامل 

صفحه 39:
ارسال مدولاسیون 00) به روش (0774) 6 02۷) 086 در این روش تمام باند کناری بالا و مقداری از باند کناری پایین ارسال می شود. این روش در ارسال تصاویر تلویزیون استفاده می شود. پهنای باند کمی بیشتر از ‎es Pon‏ باشد. —— شکل ۳۷ طیف موج موه ند به روش 1 

صفحه 40:
تعداد ایستگاه رادیویی با توجه به پهنای باند در فرستنده رادیویی تعداد ایستگاه رادیویی محدود می شود. اگر پهنای باند ‎BO‏ تجاری را 000 کیلو هرتز در نظر بگیریم این بدین معنی است هر ایستگاه رادیویی (00 60) کیلو هرتز لشغال می کند. وا وا ,4 ‎fe‏ ۱ شکل ۳-۳۸ تقسیم بندی فاصله ۵۳۰ تا ۱۷۰۰ کیلوهرتزبه چندین ایستگاه رادیوبی 

صفحه 41:
منال ۳-۹ در باندفرکانسی ۱ تا ۲ مگاهرتز چند ایستگاه رادیوبی ‎AM‏ می‌توان جای داد؟ (بدون باند محافظا 7 ی باد ‎Uebel alas = FMVS‏ اص الام ‎XI HZ‏ بهنای باه سیگال ۸06" ‎alas =‏ ایستگه‌ها ‏عملا" برای جلوگیری از تداخل بین ایستگاه از باند محافظ استفاده می شود. 94) لسع( مقدلر باند محافظ 4.0 (90) كيلو هرتز در نظر می گیرند. ‎ ‎er ‏ی‎ ‎er Balled ae Seer ‏قن ی‎ “ER, SE wel, ‏دس‎ ‎be PA‏ ایستگاه ردببیهمراه اد محنظ 

صفحه 42:
مثال ۳-۱۰ در فاصله ۷۵۰ ۲ ۱۲۰۰ کیلوهرتز جند ایستگاه رادیوبی با باند محافظ جای می‌گیرد؟ کار ير ‎١‏ اد محافظ + بنای باه سبکال ‎Sales‏ ‏۲۵۰12 - تعداد ایستگاه رادبوی ۱۰۷۱/۲۵۱۲ ۵ 5 

صفحه 43:
مدولاسیون فرکلس (0) لت بسحپم در صورتی که فرکانس سیگنال حامل متناسب با تغییرات دامنه پیام تغییر کند مدولاسیون فرکانس به وجود می آید. ‎pe ike‏ دامن ‎(۷ ‏سیکنال مدوله شد» ‎FM‏ ‏شکل - سب مدو لاسیون ‎PM‏ 

صفحه 44:
شکل ۲-۴۲ مدو لاسيون 731 باسيكنال بيام مربعي 

صفحه 45:
شكل 6# مدولاسيون 281 با سيكثال بيام دتدانه ارهاى 

صفحه 46:
مدولاسیون فاز(۲0) ملد ۳ اگر فاز سیگنال حامل متناسب با تغييرات دامنه سیگنال پیام تغییر کند مدولاسیون فاز به وجود می آید. LNA 3 1 دامن ب, ۱۸۱/۸۸۸/۰ ا انا شكل 7-1 مدرلاسيون فاز نکته سه مدولاسیون (۳6) ۰ (00) و (6*) از انواع مدولاسیون پیوسته و آنالوگ می باشد. در صورتیکه حامل یا پیام موج مربعی باشد مدولاسیون دیجیتال یا پالس شکل می گیرد. 

صفحه 47:
مدولاسیون پالس میلس ۳ اولین قدم در مدولاسیون پالس تبدیل سیگنال آنالوگ به سیگنال دیجیتال می باشد. ات شكل ٠0س‏ بلوك ديأكرام تبديل سيكنال آنالوگ به دیچبتال در تبديل سيكنال آنالوكه به ديجيتال از روشى به (0000) استفاده مى شود. دصند 4ه () جلعماده9) ون<) در لينروشاز يكسيكنا/نا كدر فاصله هاى زمانويكساننمونه بردارىمىشود. ال نلرگ 3 ‎TO) JSS‏ سيكتال نلوك و بالسهلى نموتهيردارى ده از أن 

صفحه 48:
سیگنال (۳696) برای مخابره مفید نیست. زیرا اگرچه 6060*) شکل سیگنال اصلی را به یک سری پالس تبدیل می کند. اين پالس ها هر مقداری دارند و هنوز مانند سیگنال آنالوگ می باشند. گام بعدی اصلاح پالس های ۳69602 و تولید یک سیگنال کاملا" دیجیتال است. در اين حالت مقادیر 60 به کد باینری تبدیل می شوند. به این مرحله ‎POO‏ یا مدولاسیون رمز پالس گویند. (Baar ck ‏ی‎ temps شكل /اناس”ا تمونداى از سیگنال آناتوگ و بالس‌های تولید ده از آن 

صفحه 49:
تمان سيكال نارگ a J mae ol ‏نمنبای از سیگال ناگ و پالی‌هایتولید ند‎ OF ای ادر سيت گنل ام او رای در منفى سيكتال 8311 علامت را در نظر ‎wid‏ ب تبديل عده دامن بهكد بينزى "بين عد يالى ‎gl POM‏ ده راید موز کل ۳-۵۴ سيكتال 10د تيديل أن بد كد ‎POM ny sg Ab‏