FrequenzumTastung – Wikipedia

Formation d’un signal FSK binaire.
Ci-dessus: les données source comme séquence de logique d’abord et logique- 0 .
Middle: Fréquence porteuse non modisée
Ci-dessous: signal FSK modulé.

Le Fréquence (Anglais Modulation par déplacement de fréquence , FSK) est une technologie de modulation et sert à transmettre des signaux numériques, par exemple via un canal radio. Il est lié à la modulation de la fréquence analogique et, comme eux, est insensible aux troubles.

Lors de la coupe de fréquence, la fréquence porteuse d’une vibration en forme de sinus périodique est modifiée entre un ensemble de fréquences différentes, qui représentent les symboles de transmission individuels.

Un symbole d’émetteur est attribué à la modulation d’une certaine fréquence de transmission, la démodulation d’une certaine fréquence et de la sortie du symbole correspondant pour un traitement de données supplémentaires est reconnue. Un paramètre essentiel de la coupe de fréquence est le nombre complet des fréquences de transmission disponibles.

Dans le cas le plus simple, il n’y a que deux symboles différents, ceci est également appelé FSK binaire, et seulement deux fréquences de symboles différentes F _d’abord et f ₂ nécessaire. Ce n’est que dans ce cas la vitesse binaire égale au taux de symboles. Si plusieurs fréquences sont utilisées, cela sera utilisé comme M-fsk mentionné, par lequel M pour le nombre de symboles ou les différentes fréquences. Par exemple, 4-FSK utilise quatre fréquences de transmission différentes et peut transmettre deux bits par symbole en raison de quatre symboles de l’émetteur.

Les autres paramètres du FSK sont le Fréquenter Ce qui indique la distance entre les valeurs de fréquence librement éloignées:

${displayStyle delta f = | f_ {mathrm {max}} -f_ {mathrm {min}} |,}$

.

Alternativement, il existe également des définitions différentes dans la littérature, que la fréquence est une distance de la fréquence porteuse F _c Définir avec la relation suivante:

${displayStyle f_ {c} = {frac {f_ {mathrm {min}} + f_ {mathrm {max}}} {2}}, qquad delta f ‘= f_ {mathrm {max}} -f_ {c} = f_ {c} -f_ {mathrm {mi} = f_ {c} -f_ {MATHRM {mille} = f_ {c} -f_ {Mathrm {Muste f} {2}}}$

L’indice de modulation le est le produit de Hub et la durée T d’un symbole:

${DisplayStyle Eta = 2cdot Delta f’cdot t,}$

L’indice de modulation doit être choisi afin que les deux fréquences puissent être bien distinguées. C’est le cas avec la plus petite corrélation négative, qui dans un intervalle de décision d’un symbole, une phase continue et un FSK binaire le _opter ≈ 0,715 mensonges. ^[d’abord] Les fréquences FSK individuelles ne sont pas corrélées si elles se tiennent orthogonalement. C’est avec n Entièrement et positif dans la démodulation cohérente, dans laquelle la situation de phase de la fréquence porteuse est reconstruite chez le receveur, à

${displayStyle eta = {frac {n} {2}}, Qquad delta f ‘= {frac {n} {2cdot t}}}$

l’affaire. Le taux de symbole maximum entraîne n = 1 avec deux symboles par bande passante Hz. Dans le cas d’une démodulation incohérente sans reconstruction de porteuse chez le destinataire, le FSK est inclus

${DisplayStyle Eta = n, Qquad Delta f ‘= {frac {n} {t}}}$

orthogonal les uns aux autres. Le taux de symbole maximum entraîne n = 1 puis avec un symbole par bande passante Hz.

Le changement entre les fréquences individuelles peut avoir lieu de diverses manières. Le moyen le plus simple consiste à basculer entre les différents générateurs de fréquences en fonction du symbole souhaité. Étant donné que les générateurs de fréquences individuels ont des couches de phase les uns aux autres, une transition instable est généralement effectuée au cours du signal aux temps de commutation individuels. Cette transition conduit à une exigence de bande passante élevée indésirable, c’est pourquoi cette forme est également appelée “FSK dur”. Une amélioration du modulateur est que la commutation est effectuée avec un cours de phase continue, comme le montre l’illustration entrante. Ce formulaire est également comme un Cpfsk (Anglais pour Phase continue fsk ) désigné.

Étant donné que la bande passante est généralement limitée, la commutation est remplacée par un cours continu. Dans le cas limite, l’extrémité enveloppante est déformée jusqu’à un Gausskurve ( GFSK ). Il en résulte la plus petite exigence de largeur du temps de temps et on parle d’un “FSK doux”. Cependant, en raison de la commutation non abrupte des fréquences de transmission, les interférences inter-symboles sont également interlocalisées.

Afin d’améliorer la perturbation de la démodulation, les fréquences de symboles individuelles peuvent être choisies afin qu’elles soient orthogonales les unes aux autres à un certain rythme de symbole. Dans ce cas, l’interférence inter-symboles entre les symboles individuels devient minime. Avec FSK binaire et une paroi symbole de T Les deux fréquences sont orthogonales l’une à l’autre lorsque la fréquence est n Numéro entièrement et positif, la condition suivante remplie:

${displayStyle delta f ‘= {frac {1} {t}} cdot {frac {n} {2}}, qquad nin lbrace 1,2,3, ldots rbrace}$

Le démodulateur sert à gagner la séquence de données numérique originale du signal du modulateur. Étant donné que les informations sont uniquement adaptées en fréquence, une préparation du signal est généralement effectuée avant la démodulation, qui comprend les étapes suivantes:

• Élimination de la même part dans le signal de réception, y compris une régulation postale en cours du point zéro.
• Une limitation d’amplitude pour toujours avoir un signal de réception qui est à peu près le même fort à l’entrée du démodulateur. Cela élimine les impulsions d’interférence et compense les différents signaux de réception solides, qui peuvent être causés par la décoloration, par exemple, sur un canal radio.

Plusieurs méthodes sont disponibles pour la démodulation ultérieure, qui diffèrent dans l’efficacité spectrale, l’effort technologique du circuit et la résistance à la résistance. Fondamentalement, une distinction est faite entre la démodulation FSK cohérente et non cohérente.

Cohérence FSK-Demodulateur [ Modifier | Modifier le texte source ]]

Demodulateur FSK cohérent (boucle de commande de phase non représentée)

Dans le cas d’une démodulation cohérente ou d’une démodulation synchrone, le démodulateur doit reconstruire à la fois la fréquence porteuse et la situation de phase du signal de transmission. Ceci n’est possible que si un changement de phase constant est utilisé sur la page du modulateur. La démodulation cohérente nécessite une technologie de circuit plus élevée, mais a l’avantage que le taux de symboles potentiellement possible, et donc directement proportionnel du débit binaire, peut être choisi plus élevé qu’avec la démodulation non cohérente. Il y a donc une efficacité spectrale plus élevée, mesurée dans la bande passante Bit Pro Hertz. De plus, la démodulation cohérente du FSK est moins sensible aux interférences.

Un oscillateur contrôlé de tension peut être utilisé pour la reconstruction de la fréquence porteuse et de sa situation de phase. Dans les démodulateurs FSK réalisés numériquement, des oscillateurs à commande numérique sont utilisés. Une boucle de contrôle de phase est nécessaire pour contrôler les oscillateurs en fonction des fréquences de réception. Les adaptations spéciales des boucles de contrôle de phase pour la démodulation numérique sont connues dans la littérature spécialisée spécialisée en anglais en termes tels que Costas Loop.

Les fréquences obtenues à partir de l’oscillateur local sont ensuite multipliées par le signal de réception, comme dans l’illustration adjacente pour un FSK binaire avec les deux habitants F _d’abord et F ₂ montré. Ceci est suivi d’un niveau d’intégration, qui s’étend sur la durée d’un symbole. Le résultat des intégrateurs individuels est ensuite évalué par un niveau de prise de décision et la valeur binaire appropriée pour un traitement des données supplémentaires est émise.

La bietrate maximale réalisable BPS , qui est égal à la vitesse de symbole dans le FSK binaire, ne dépend que de la course de fréquence et est:

${displayStyle bps = 2cdot delta f}$

Le cas spécial avec un indice de modulation égal à 0,5 est également Keying minimum ( Msk) ou moins souvent que Keying de décalage de fréquence rapide ( FFSK). En tant que qualité spéciale, cette méthode est identique à la quadrature du processus de modulation numérique Keying de phase (QPSK) avec un décalage de phase de π / 2 et une formation d’impulsions demi-ondes.

Alternativement, et équivalent à la procédure ci-dessus, la démodulation cohérente du FSK peut également être effectuée à l’aide d’un filtre apparié. Un filtre apparié est nécessaire pour chaque fréquence de symbole, qui en tant que fonction de transmission a la fréquence de transmission respective pour la durée d’un symbole comme réponse impulsionnelle.

Nover pourrait-il-démulateur FSK [ Modifier | Modifier le texte source ]]

Nover pourrait-il-démulateur FSK

Avec la démodulation non cohérente, l’effort d’un oscillateur contrôlé en phase et l’effort du circuit sont réduits.

Différentes procédures peuvent être utilisées pour la mise en œuvre. Les deux fréquences viennent dans le circuit opposé pour un démodulateur binaire F _d’abord et F ₂ À partir d’un oscillateur libre et du signal de bande de base complexe composé d’une proportion réelle et imaginaire est d’abord formé pour chaque fréquence. Après l’intégration et la formation du montant, la valeur binaire envoyée est déterminée via un niveau de prise de décision.

Le bietrate maximal avec FSK binaire est dans le cas d’une démodulation non cohérente:

${displayStyle bps = delta f}$

Et dans le cas des mêmes paramètres autrement, la moitié de la vitesse de symbole que la démodulation cohérente a la moitié des mêmes paramètres.

De plus, il existe d’autres méthodes de démodulation FSK non cohérentes telles que:

• Utilisation de filtres de passe de bande avec des tecteurs d’équipage enveloppe ultérieurs. Un comparateur décide quel filtre offre la plus grande valeur de quantité et produit le signal numérique associé.
• Des procédures spectrales telles que la transformation rapide de Fourier peuvent être utilisées. Avec seulement quelques fréquences de transmission, l’algorithme Goertzel peut également être utilisé avec des coûts de calcul réduits. Le traitement orienté vers le bloc de ces algorithmes doit être observé, ce qui peut réduire le taux de symboles maximum.
• Au début du traitement du signal numérique, des comptoirs ont également été utilisés pour déterminer la durée entre deux passes zéro du signal de réception. Cette méthode est affectée par l’augmentation des erreurs de prise de décision par rapport aux autres procédures.

Représentation de Fourier de la Dis -Signaux d’un fax

Réponse de bienvenue d’un fax appelé ^{? / / je}

Le processus de modulation FSK est utilisé de diverses manières dans les télécommunications, à la fois dans la transmission des données via des lignes et à la radio. Dans la technologie de mesure et de contrôle, il est utilisé pour transmettre des données selon le protocole HART. Dans certaines des marques de données, elle a été utilisée pour un enregistrement de données simple.

L’application la plus ancienne est la télégraphie sans fil.

L’exemple sonore reflète la réponse acoustique qu’un fax sort lors de l’appel. Le deuxième et troisième signal contient des données modulées selon le V.21 standard avec 300 bits / s dans FSK à un transporteur de 1750 Hz. Faible correspond à la fréquence 1650 Hz, Haut 1850 Hz. Dans la représentation de Fourier logarithmique dans l’illustration opposée, les deux pointes voisines du spectre correspondent à ces fréquences.

Le système anglais Piccolo a utilisé 32 tons (Mark D Piccolo) et plus tard 6 tons (Mark F Piccolo). ^[2]

Gmsk et GFSK
Gaussien de changement minimum et Déplace de fréquence gaussien Keying sont des processus FSK avec un filtre Gauss avancé. Cela a aplati les flancs raides des signaux numériques, ce qui signifie que les parties à haute fréquence du signal sont éliminées. Cela nécessite moins de bande passante pour transférer le signal.

GMSK est utilisé, par exemple, la norme de téléphone mobile Système Global System for Mobile Communications (GSM). À GSM, les bits du signal deviennent des rectangles de 3,7 µs de large à des impulsions de Gauss de 18,5 µs de long. Les superpositions qui en résultent (interférence inter-symboles) et les interprétations erronées qui en résultent des bits voisines sont compensés après la démodulation par la correction d’erreur de l’algorithme Viterbi.

Fermer
Ceci est une forme spéciale de coupe de fréquence Débus de fréquence audio Keying (= Circonférence de fréquence basse fréquence). Ici, un signal basse fréquence dans la fréquence est déplacé puis taquiné vers un porte-fréquence haute. L’AFSK module ainsi deux fois.

• Karl-Dirk Kammeyer: Transmission de nouvelles . 4. Édition nouvellement modifiée et complétée. Vieweg + Teubner, Wiesbaden 2008, ISBN 978-3-8351-0179-1.
• Rudolf Mäusl, Jürgen Göbel: Méthodes de modulation analogiques et numériques. Modulation de la bande de base et de la porteuse . Hüthig, Heidelberg 2002, ISBN 3-7785-2886-6.

1. ↑ John B. Anderson: Ingénierie de transmission numérique . 2e édition. Wiley Interscience, 2005, ISBN 0-471-69464-9, S. 126 à 127 .
2. ↑ Ross Bradshaw: “Service sans fil diplomatique”, partie 3. Dans: Sans fil pratique , Juin 2012, page 64.