12092 Image54 (8)

Rys. 36

Niech w przykładowym modulatorze logicznemu zeru przypisana będzie faza równa 0. logicznej jedynce - faza przeciwna (kąt k radianów, czyli 180 stopni). Ilustruje to rysunek 33b. Zasadę działania możemy też narysować na wykresie fazowym, gdzie nie jest zaznaczony czas, tylko amplituda (jako odległość punktu od początku układu współrzędnych) oraz faza (kąt w zakresie 0. .360 stopni wektora „sygnałowego'’ względem układu współrzędnych ) - rysunek 33c i d Ta prosta modulacja jest też nazywana 2-PSK (2PSK). Nadajnik skokowo zmienia fazę sygnału nośnego w takt przebiegu cyfrowego, a demodulator w odbiorniku musi rozróżnić jedną z dwóch faz. Taki najprostszy sposób modulacji fazowej jest z różnych przyczyn nieefektywny i ma istotne wady, dlatego opracowano mnóstwo pokrewnych sposobów.

Idąc dalej, można spowodować, że faza sygnału wyjściowego będzie przybierać nie jedną z dwóch, tylko jedną z kilku czy nawet kilkunastu wartości. Idea prostej modulacji 4-PSK pokazana jest na rysunku 34a. Te same zmiany fazy 0. 90, 180 i 270 stopni można zaznaczyć jak na rysunku 34b. Zwróć uwagę, że wcześniej przy modulacji 2-PSK jeden taki symbol niósł informacje o jednym z dwóch stanów, co odpowiadało jednemu bitowi informacji. Teraz przy modulacji

Rys. 37

b)

32-PSK

Rys. 34

a)

b)

a)    b)

4 .

Rys. 35

4-PSK jeden symbol niesie informację o jednym z czterech stanów', czyli informację złożoną z dwóch bitów.

Okazało się, że warto wprowadzić pewne modyfikacje. Na przykład można zastosować różnicową metodę zmiany fazy (DPSK - D:f-ferential PSK), gdzie aktualną fazę oblicza się względem fazy poprzedniego symbolu, a nie względem fali nośnej, jak to było na rysunkach 33, 34. Z pewnych względów warto też wykorzystać fazy „pośrednie ': 45, 135. 225 i 315 stopni, jak pokazuje rysunek 35. Rysunek 36 pokazuje idea izowany zmodulowany przebieg, niosący w- każdym „kawałku”, zaznaczonym szarymi kreskami dwa bity informacji. I tym sposobem zbliżamy się do modulacji zwanej kwadraturową modulacją z przesunięciem fazy: QPSK (Quaternary lub Quadrature Phase Shift Keying) właśnie tego rodzaju modulację stosuje się w telewizji satelitarnej (DVB-S). Ula młodego Czytelnika EdW dalsze szczegóły nic są istotne; w każdym razie przy modulacji QPSK amplituda się nie zmienia, a aktualna faza przebiegu przyjmuje jedną z czterech wartości, według rysunku 35.

Oczywiście można zwiększyć liczbę różnych faz, na przykład do 8, 16, 32 czy 64 (przy przesyłaniu sygnałów cyfrowych warto wybierać liczby będące potęgami dwójki), a wtedy jeden jedyny symbol niósłby informację o jednym z 8, 16, 32 czy 64 stanów, czyli odpowiednio z 3,4, 5 czy 6 bitów. Jeśli jeden symbol w tym samym czasie przeniesie kilka bitów informacji, to oczywiście przyspieszy to transmisję. Jednak nic za darmo w odbiorniku demodulator sygnału 64-PSK musi rozróżnić 64 stany, czyli musi bardzo precyzyjnie wykrywać, jaką fazę ma w danej chwili sygnał. W oparciu o rysunek 37a nietrudno policzyć, źe różnica kątowa pomiędzy sąsiednimi stanami w modulacji 32-PSK wynosi mniej niż 12 stopni (360/324). a przy 64-PSK mniej niż 6 stopni, czyli wymagana dokładność określania fazy odebranego

6 k Maj 2006 Elektronika dla Wszystkich