Unterschied zwischen analoger und digitaler Modulation

Hauptunterschied - Analog- / Digitalmodulation

Analoge und digitale Modulation bezieht sich darauf, wie ein Trägersignal modifiziert wird, um Informationen zu übertragen. Das Hauptunterschied zwischen analoger und digitaler Modulation ist das ein Das analog modulierte Signal kann einen beliebigen Wert annehmen (in einem möglichen Bereich), während Ein digital moduliertes Signal kann nur einen diskreten Satz von Werten aufnehmen.

Was ist Modulation?

Angenommen, Sie möchten Ihre Musik übertragen, damit Personen aus vielen Kilometern sie hören können. Naiv können Sie einfach die Lautstärke erhöhen. Der Sound würde jedoch absterben, ohne weit weg zu reisen, und auch Personen, die Ihre Musik nicht hören möchten, werden gezwungen sein, zuzuhören!

Denken Sie daran, Ihre Schallwelle stattdessen in eine elektromagnetische Welle umzuwandeln und Ihre Musik auf diese Weise zu übertragen. Menschen, die zuhören möchten, können nun mithilfe eines Konverters die elektromagnetischen Wellen wieder in Schall umwandeln, und Personen, die nicht zuhören möchten, werden nicht gestört. Ein Problem tritt jedoch auf, wenn auch andere Personen ihre Musik übertragen. Ihre elektromagnetischen Wellen werden Ihre stören und Ihre Zuhörer werden mit einem Durcheinander von Klängen enden.

Wie machen es Radiosender? Sie haben jeweils eine Frequenz und übertragen ihre Signale mit dieser Frequenz. Eine Person, die eine bestimmte Frequenz hören möchte, sollte diese Frequenz dann mit ihrem eigenen Radio "einstellen". Aber jetzt gibt es ein anderes Problem. Menschen können Töne über einen großen Frequenzbereich hören. Wie können die Radiosender diese verschiedenen Frequenzen auf einer einzigen Frequenz übertragen? Die Antwort ist: Modulation.

Eine Welle mit der Frequenz des Radiosenders wird als Radiosender bezeichnet Trägersignal. Dies ist einfach eine Sinuswelle ohne interessante Informationen. Das Informationssignal ist das Signal, das Daten enthält, die wir übertragen möchten (z. B. Musik im Falle eines Radiosenders). Eine Funkstation ändert die Eigenschaften ihres Trägersignals abhängig vom Informationssignal, und dieser Vorgang wird als Modulation bezeichnet. Das modulierte Signal wird gesendet, und die Funkgeräte der Hörer sollten jetzt gesendet werden demodulieren das Signal, um die Toninformationen aus dem empfangenen Signal zu extrahieren.

Was ist analoge Modulation?

Bei der analogen Modulation wird das Trägersignal proportional zu dem Informationssignal moduliert, so dass es einen beliebigen Wert annehmen kann (d. H Analogsignal). Es gibt drei Hauptarten der analogen Modulation:

Amplitudenmodulation (AM): Hier wird die Amplitude der Trägerwelle abhängig vom Informationssignal geändert:

Amplitudenmodulation

Wie Sie sehen, ändert sich bei jeder Änderung der Amplitude des Informationssignals auch die Amplitude des modulierten Signals.

Frequenzmodulation (FM): Hier die Frequenz der Trägerwelle wird entsprechend dem Informationssignal geändert.

Frequenzmodulation

Beachten Sie, dass es bei Radios eine Begrenzung gibt, um wie viel die Frequenz geändert werden kann, sodass das Signal einer Station vom Signal einer anderen Station getrennt werden kann.

Phasenmodulation (PM): Hier die Phase der Trägerwelle wird entsprechend dem Informationssignal geändert:

Phasenmodulation

Was ist digitale Modulation?

Bei der digitalen Modulation ist das verwendete Informationssignal ein digitales, d. H. Es ist ein Signal, das nur bestimmte Werte aufnehmen kann. Digitale Signale werden normalerweise binär dargestellt, wobei eine Reihe von Nullen und Einsen verwendet wird. Je größer die Anzahl der Nullen und Einsen ist, die zur Darstellung des Signals in einem bestimmten Zeitintervall verwendet werden, desto mehr Werte kann das Signal annehmen. In unserem Beispiel für einen Radiosender müsste zum Beispiel das ursprüngliche Audiosignal in eine Anzahl kleiner Zeitintervalle "zerhackt" werden, und für jedes Zeitintervall müsste ein ungefährer "erlaubter" Wert für das Signal sein ausgewählt. Durch das Zerlegen des Signals in sehr kleine Zeitintervalle und durch Verwendung einer großen Anzahl von "zulässigen Werten" zur Darstellung von Daten kann der Klang natürlich klingen.

Es gibt mehrere verschiedene Arten der digitalen Modulation auch.

Im Amplitudenumtastung, Die Amplitude des Signals wird moduliert, um die Informationen darzustellen. Die einfachste Art der Modulation wird aufgerufen Ein-Aus-Keying, wo das Trägersignal eingeschaltet ist, um eine 1 darzustellen, und ausgeschaltet, um eine 0 darzustellen.

Im Frequenzumtastung, die Frequenz der Welle wird moduliert, während in Phasenumtastung, Die Phase der Welle wird moduliert. Quadraturamplitudenmodulation ist eine Art von Modulation, bei der sowohl Amplitude als auch Phase moduliert werden, und da es mehrere unterschiedliche Kombinationen gibt, kann diese Art der Modulation viele verschiedene Werte für das Signal darstellen.

Im Gegensatz zur analogen Modulation wird bei der digitalen Modulation die Trägerwelle in bestimmten Zeitintervallen modifiziert. Da die digitale Modulation nur vorgegebene Werte übertragen kann, sind die Informationen technisch nicht so perfekt wie die Originalversion (häufig wird von den Benutzern als "geringe Genauigkeit" des Originalsignals gesprochen). Es ist jedoch einfacher, das Rauschen von digitalen Signalen zu isolieren. Das Multiplexen (Senden mehrerer unterschiedlicher Signale mit demselben Medium) ist auch bei digitaler Modulation einfacher.

Unterschied zwischen analoger und digitaler Modulation

Zulässige Werte

Analoge Modulation: Ein analoges moduliertes Signal kann einen beliebigen Wert innerhalb eines Bereichs darstellen.

Digitale Modulation: Ein digital moduliertes Signal kann nur einen Satz diskreter Werte darstellen.

Variation mit der Zeit

Analoge Modulation: Analoge Modulation kann ein Signal erzeugen, das sich ständig ändernde Informationen überträgt.

Digitale Modulation: Die digitale Modulation erzeugt ein Signal, dessen Wert sich in bestimmten Zeitabständen ändert.

Trennung von Lärm

Analoge Modulation: Bei analoger Modulation ist es schwierig, das Signal vom Rauschen zu trennen.

Digitale Modulation: Bei der digitalen Modulation kann das Signal leicht vom Rauschen getrennt werden.

Bild mit freundlicher Genehmigung

"Die Darstellung der Amplitudenmodulation (AM) zeigt den Vergleich zwischen Informationssignal, Trägersignal und AM-Signal." Von Ivan Akira (Eigene Arbeit) [CC BY-SA 3.0], über Wikimedia Commons

"Die Darstellung der Frequenzmodulation (FM), die einen Vergleich zwischen Informationssignal, Trägersignal und FM-Signal darstellt." Von Ivan Akira (Eigene Arbeit) [CC BY-SA 3.0], über Wikimedia Commons

"Die Illustration der Phasenmodulation (PM), die den Vergleich zwischen Informationssignal, Trägersignal und PM-Signal darstellt." Von Ivan Akira (Eigene Arbeit) [CC BY-SA 3.0], über Wikimedia Commons