Transmisja danych

laboratorium

Kierunek studiów:	Informatyka	Rok studiów:	III
Numer grupy:	W1 C2 L4 P4
Rok akademicki:	2012/2013	Semestr:	V

Temat:
Modulacja i demodulacja ASK

Lp.	Nr indeksu	Imię i nazwisko	Data oddania I	Data oddania II	OCENA
1.	78202	Arkadiusz Kurasz	05.12.2012

Termin zajęć:	Prowadzący:
dzień:	Środa
godzina:	15:30

I. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia „Modulacja i demodulacja ASK” jest zapoznanie się z technikami modulacji
z wykorzystaniem sygnałów cyfrowych. Ćwiczenie pokazuje też teoretyczne podstawy z zakresu telekomunikacji, stosowanych modulacji ze szczególnym uwzględnieniem modulacji kluczowania amplitudy ASK.

II. Wstęp teoretyczny

Modulacja ASK (ang. Amplitude-Shift Keying) to kluczowanie amplitudy. Jest to typ modulacji cyfrowej reprezentującej sygnał cyfrowy w postaci zmieniającej się amplitudy fali nośnej. Działanie tej modulacji przestawia się następująco :

Modulacja ASK jest odpowiednikiem analogowej modulacji AM (czyli DSB-LC). Fala nośna zwiększa lub zmniejsza swoją amplitudę w zależności od zmieniającego się ciągu bitów. W najprostszym przypadku logiczne 0 jest reprezentowane jako brak nośnej (amplituda równa 0) natomiast logiczne 1 jest sygnałem harmonicznym o określonej amplitudzie. W ASK faza oraz częstotliwość nośnej nie podlega żadnej zmianie. Poglądowo przedstawia to poniższy rysunek:

W ten sposób modulacja określa się często pojęciem OOK (on-off keying) i był wykorzystywany w przypadku komunikowania się za pomocą alfabetu Morse'a.

Sygnał ASK można zapisać przy pomocy poniższego wyrażenia:

lub

Gdzie ω0 jest pulsacją fali nośnej.

Istnieją także bardziej skomplikowane metody tworzenia sygnału ASK, w których bity układa się w grupy (np. dwu- lub czteroelementowe). Następnie każdej grupie przyporządkowana jest inna wartość amplitudy. Taki sposób modulacji może być stosowany tylko w systemach o wysokim współczynniku SNR.

Demodulacja ASK to proces odwrotny do modulacji. Zadaniem demodulatora jest przetworzenie sygnału podanego na wejście, aby w jego wyniku odzyskać sygnał (modulujący) użyteczny (który został zakodowany za pomocą modulacji) w zmodulowanym sygnale wejściowym. W zależności od przyjętego rodzaju modulacji, należy zastosować właściwy typ demodulatora. Każdy rodzaj modulacji ma tylko jeden właściwy sobie rodzaj demodulacji, pozwalający odzyskać zniekształcony sygnał użyteczny (modulujący).

III. Wykaz przyrządów

W tym ćwiczeniu korzystaliśmy z programu Matlab (Simulink).

IV. Schematy pomiarowe stosowane w ćwiczeniu.

1. Układ kluczowania i demodulacji ASK

„Bernoulli Binary Generator” generuje sygnał zero-jedynkowy, który zostaje poddany kluczowaniu w „Modulatorze ASK”, a potem zdemodulowany w „Demodulatorze ASK”.

1. Schemat blokowy modulatora ASK

1. Schemat blokowy demodulatora ASK

V. Obliczenia parametrów wyznaczonych w ćwiczeniach.

W tym ćwiczeniu nie obliczaliśmy parametrów, ale ustawialiśmy je w odpowiednich miejscach. Na początku ustawione zostały odpowiednie wartości dla Modulatora ASK.

W bloczku Sine Wave 1:

Oraz w bloczku Sine Wave 2:

Następnie zajęliśmy się ustawianiem parametrów Demodulatora ASK.
Zostały tutaj ustawione parametry trzech bloczków.

Relay:

Relay 1:

Oraz Analog Filter Design:

Ostatnim krokiem jest ustawienie parametrów bloczku Bernoulli Binary Generator w układzie kluczowania i demodulacji ASK następująco:

VI. Wyniki otrzymane podczas badań.

W tym ćwiczeniu wynikami są otrzymane w programie Matlab (Simulink) przebiegi modulacji i demodulacji.

1. Przebiegi na kolejnych etapach demodulacji dla całego zakresu symulacji.

Kolejno od góry :

• sygnał po modulacji ASK,

• sygnał po układzie przełączającym (zmiana na przebieg prostokątny),

• sygnał po modulacji dolnoprzepustowej,

• sygnał po kompletnej demodulacji ASK

1. Przebiegi zarejestrowane w bloczku Scope – ASK mod/demod dla całego zakresu czasu symulacji (układ kluczowania i demodulacji ASK).

Kolejno od góry:

• sygnał oryginalny z bloczka Bernoulli Binary Generator,

• sygnał po modulacji ASK,

• sygnał po kompletnej demodulacji ASK.

VII. Wnioski

Wykonując poszczególne punkty instrukcji poznajemy budowę, sposób modulacji, demodulacji i transmisji zmodulowanych sygnałów. Po wykonaniu symulacji można zaobserwować, że sygnał oryginalny z bloczka Bernoulli Binary Generator jest identyczny z sygnałem po kompletnej demodulacji ASK. Jedyną różnicą jest przesunięcie czasowe sygnału. Z przebiegu na kolejnych etapach demodulacji możemy wywnioskować, że przesunięcie to nastąpiło na etapie modulacji dolnoprzepustowej i jest spowodowane czasem potrzebnym do zidentyfikowania amplitudy sygnału i przyrównania do niej odpowiedniej wartości bitowej.