การมอดูเลตแบบดิจิตอล

PAM & PCM

PAM ( Pulse Amplitude Modulation )

   จะเกิดจากการสุ่มตัวอย่าง (Sampling) สัญญาณ Analog ตามช่วงเวลาที่เท่าๆกันและใช้ตัวอย่างเหล่านี้แทนสัญญาณ Analog

การโมดูเลตทางแอมปลิจูดของพัลส์ (PAM)

โดยอาศัยหลักการแซมปิง หรือ การชักตัวอย่าง (Sampling) ของสัญญาณที่เป็นอนาล็อก (ต่อเนื่อง) ตามช่วงเวลาให้สัญญาณนั้นขาดจากกันเป็นพัลส์ๆ โดยขนาดของแต่ละพัลส์จะเท่ากับขนาดของสัญญาณเดิมในช่วงเวลานั้นๆ ทางทฤษฎีการแซมปิงจะทำด้วยอัตราสองเท่าของแบนด์วิธของสัญญาณอนาล็อกเป็นจำนวนครั้งต่อวินาที (อัตราแซมปิง = 2 BW เฮิรตซ์) ยิ่งถ้าซิมปิงสัญญาณด้วยอัตราน้อยเท่าไร เราก็จะได้สัญญาณพัลส์ที่ใกล้เคียงกับสัญญาณเดิมมากที่สุด แต่ถ้าอัตราน้อยเกินไปสัญญาณก็จะกลับไปเป็นสัญญาณอนาล็อกเหมือนเดิม

การโมดูเลตแบบรหัสพัลส์ (PCM)

เนื่องจากขนาดของพัลส์ใน PAM ยังคงเป็นแบบต่อเนื่องการส่งสัญญาณแบบ PAM จึงไม่ได้ต่างอะไรกับการส่งสัญญาณอนาล็อกเลย ดังนั้นในวิธีการส่งแบบ PCM จึงมีขั้นตอนในการทำให้ขนาดของสัญญาณของข้อมูลเป็นแบบไม่ต่อเนื่องก่อน ด้วยวิธีที่เรียกว่า การควอนไทซ์ (Quantize) ขั้นตอนการแปลงสัญญาณอนาล็อกให้เป็นสัญญาณดิจิตอลโดยวิธี PCM

————————————————————————————

PCM ( Pulse Code Modulation)

     เป็นแบบแผนดิจิตอลสำหรับการส่งข้อมูลอะนาล็อก สัญญาณเป็น PCM เป็น binary ซึ่งมี 2 สถานะ แสดงด้วย logic 1 (สูง) และ logic 0 (ต่ำ) ความจริง คือ ไม่มีความซับซ้อนที่เกิดกับ รูปแบบคลื่นอะนาล็อก การใช้ PCM ทำให้สามารถแปลงเป็นดิจิตอล จากรูปแบบทั้งหมดของข้อมูลอะนาล็อก รวมถึงภาพเคลื่อนไหว, เสียง, เพลง สิ่งเสมือนจริง การส่งเข้า PCM จากรูปแบบคลื่นอะนาล็อกที่ต้นทาง (ปลายด้านส่ง) ของวงจรการสื่อสาร ความสูงของสัญญาณอะนาล็อก จะได้รับการวัด (sample) ภายในช่วงเวลา อัตรา sampling หรือ จำนวน sample ต่อวินาที เป็นเวลาหลายครั้งที่ความถี่สูงสุด ของรูปแบบคลื่นอะนาล็อกในรอบวินาที หรือเฮิร์ทซ ความสูงของสัญญาณอะนาล็อกมีแต่การ sample จะปรับเป็นค่าใกล้ที่สุด ของการระบุหลายระดับ กระบวนการนี้เรียกว่า quantization จำนวนของระดับจะเป็น เลขยกกำลังของ 2 เช่น 2, 16, 32 หรือ 64 จำนวนเหล่านี้สามารถแทนด้วย binary digit (บิต) 3, 4, 5 หรือ 6 ผลลัพธ์ของ pulse code modulator เป็นชุดอนุกรมของเลขฐานสองที่แทน ด้วยคำสั่งของ 2 บิต ที่จุดปลายทาง (ปลายด้านรับ) ของวงจรการสื่อสาร pulse code modulator จะแปลงเลขฐานสอง กลับมาสู่ระดับควอนตัมเดิม ใน modulator ซึ่ง pulse เหล่านี้จะเข้าสู่กระบวนการคืนสภาพ เป็นรูปแบบคลื่นอะนาล็อกเดิม

ขั้นตอนการโมดูเลตแบบ PCM มีดังนี้

1. ทำการ “ควอนไทซ์” สัญญาณอนาล็อก โดยทำให้ค่าขนาดของสัญญาณเป็นค่าที่ไม่ต่อเนื่อง เสียก่อน
2. จากนั้นทำการ “แซมปิง” สัญญาณด้วยอัตราที่เหมาะสม เราก็จะได้สัญญาณ PAM ซึ่งในแต่ละพัลส์นั้นสามารถจะกำหนด รหัสแทนพัลส์ ได้ด้วยรหัสของเลขฐานสอง
3. รหัสของแต่ละพัลส์ก็จะถูกส่งออกไปในรูปแบบของเลขฐานสองเมื่อสัญญาณ PCM

Pulse Code Modulation

    เกี่ยวข้องกับการแปลงสัญญาณอนาล็อก เช่น สัญญาณโทรศัพท์ ให้เป็นขบวนพัลส์ (pulse train) ในรูปของรหัส (code) ซึ่งมีแอมปลิจูดคงที่ แล้วส่งไปในช่องส่งสัญญาณ ส่วนปลายทางด้านรับขบวนพัลส์ดังกล่าวจะถูกแปลงกลับเป็นสัญญาณอนาล็อก ดังเดิมการส่งขบวนพัลส์นี้เป็นลักษณะของ Digital Transmission ซึ่งมีข้อได้เปรียบเหนือ analog transmission ในเรื่องภูมิคุ้มกันต่อสัญญาณรบกวน (noise)และความเพี้ยนต่าง ๆ การเปลี่ยนสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิตอล ประกอบด้วยหลักการใหญ่ ๆ 3 ประการ คือ

1. การสุ่มตัวอย่าง (sampling) ซึ่งเราจะได้ขบวนพัลส์ตัวอย่าง (sample pulse) หรือ PAM
2. การนำสัญญาณ PAM มาจัดระดับแอมปลิจูดใหม่ (Quantizing)
3. การนำ PAM แต่ลูกไปเข้ารหัส (coding)

การมอดูเลตเชิงเลขทางเฟส (PSK)

    การมอดูเลตแบบ PSK ค่าของขนาดและความถี่ ของคลื่นพาห์จะไม่มีการเปลี่ยนแปลง แต่ที่เปลี่ยนคือ เฟสของสัญญาณ เมื่อมีการเปลี่ยนสภาวะจากบิต 1 เป็น 0 หรือเปลี่ยนจาก 0 เป็น 1 เฟสของคลื่นจะ เปลี่ยนไป 180องศา

การมอดูเลตเชิงเลขทางเฟส (PSK)

การมอดูเลตเชิงเลขทางความถี่ (FSK)

   การมอดูเลตแบบ FSK ขนาดของคลื่นพาห์จะไม่ เปลี่ยนแปลง ลักษณะของสัญญาณมอดูเลตนั้น เมื่อค่า ของบิตของสัญญาณข้อมูลดิจิตอลมีค่าเป็น 1 ความถี่ ของคลื่นพาห์จะสูงกว่าปกติ และเมื่อบิตมีค่าเป็น 0 ความถี่ของคลื่นพาห์ก็จะต่ ากว่าปกต

การมอดูเลตเชิงเลขทางความถี่ (FSK)

ที่มา:http://lms.rmutsb.ac.th

       https://digitalcpe2.wordpress.com