ڈیجیٹل فیز ماڈلن کو کیسے وضع کریں

ریڈیو فریکوئینسی ڈیمودولیشن
ایک ڈیجیٹل ڈیٹا کو ایک مرحلہ شفٹ کی بٹن سے نکالنے کے طریقہ کے بارے میں جانیں۔

پچھلے دو صفحات میں ہم نے AM اور FM سگنل کی تخریب کاری کے نظام کے بارے میں تبادلہ خیال کیا ہے جو ینالاگ ڈیٹا ، جیسے (غیر ڈیجیٹائزڈ) آڈیو رکھتے ہیں۔ اب ہم یہ دیکھنے کے لئے تیار ہیں کہ تیسری عام قسم کی ماڈلن ، یعنی فیز ماڈلن کے ذریعے اصل معلومات کو کیسے بازیافت کیا جائے۔

تاہم ، ینالاگ مرحلے کی ماڈلن عام نہیں ہے ، جبکہ ڈیجیٹل فیز ماڈلن بہت عام ہے۔ اس طرح ، ڈیجیٹل آریف مواصلات کے تناظر میں وزیر اعظم کی تخفیف کو تلاش کرنا مزید معنی خیز ہے۔ ہم اس موضوع کو بائنری فیز شفٹ کینگ (BPSK) کا استعمال کرتے ہوئے تلاش کریں گے۔ تاہم ، یہ جاننا اچھی بات ہے کہ کواڈریٹج فیز شفٹ کینگ (کیو پی ایس کے) جدید وائرلیس سسٹم کے لئے زیادہ مناسب ہے۔

جیسا کہ نام سے ظاہر ہوتا ہے ، بائنری فیز شفٹ کینگ ایک ڈیجیٹل ڈیٹا کی نمائندگی کرتی ہے جس میں ایک مرحلے کو بائنری 0 اور بائنری 1 کو ایک مختلف مرحلہ تفویض کیا جاتا ہے۔ دو مرحلوں کو 180 by سے الگ کیا گیا ہے تاکہ تخفیف کی درستگی کو بہتر بنایا جا—۔ علامتوں کو ڈی کوڈ کرنے کے لئے

ضرب اور انضمام — اور ہم آہنگی بنائیں
بی پی ایس کے ڈیموڈولیٹر بنیادی طور پر دو فنکشنل بلاکس پر مشتمل ہوتا ہے: ایک ضارب اور ایک مربوط۔ یہ دونوں اجزاء ایک سگنل تیار کریں گے جو اصل بائنری ڈیٹا سے مساوی ہے۔ تاہم ، ہم وقت سازی سرکٹری کی بھی ضرورت ہے ، کیونکہ وصول کنندہ کو تھوڑا سا ادوار کے درمیان کی حد کی شناخت کرنے کے قابل ہونا چاہئے۔ ینالاگ ڈیمودولیشن اور ڈیجیٹل ڈیمودولیشن کے مابین یہ ایک اہم فرق ہے ، لہذا آئیے قریب سے جائزہ لیں۔

 

مطابق تخریب کاری میں ، سگنل کا واقعی آغاز یا اختتام نہیں ہوتا ہے۔ ایک ایف ایم ٹرانسمیٹر کا تصور کریں جو آڈیو سگنل نشر کررہا ہے ، یعنی ایک اشارہ جو میوزک کے مطابق مسلسل مختلف ہوتا رہتا ہے۔ اب ایک ایف ایم وصول کنندہ تصور کریں جو ابتدائی طور پر بند ہے۔ 

صارف کسی بھی وقت میں وصول کنندہ کو طاقت بخش سکتا ہے ، اور ڈیموڈولیشن سرکٹری ماڈیولڈ کیریئر سے آڈیو سگنل نکالنا شروع کردے گا۔ نکالا ہوا سگنل بڑھا کر اسپیکر کو بھیجا جاسکتا ہے ، اور میوزک نارمل لگے گا۔ 

وصول کنندہ کو کوئی اندازہ نہیں ہے کہ آیا آڈیو سگنل کسی گانے کے آغاز یا اختتام کی نمائندگی کرتا ہے ، یا اگر ڈیموڈولیشن سرکٹری کسی پیمائش کے آغاز پر ، یا دائیں بیٹ پر ، یا دو دھڑکن کے درمیان کام کرنا شروع کردیتی ہے۔ اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا؛ ہر فوری وولٹیج کی قیمت آڈیو سگنل میں ایک عین لمحے کے مساوی ہوتی ہے ، اور جب آواز میں دوبارہ تخلیق ہوجاتا ہے جب یہ سب فوری قدروں میں پے در پے ہوتے ہیں۔

ڈیجیٹل ماڈلن کے ساتھ ، صورتحال بالکل مختلف ہے۔ ہم فوری طول و عرض کے ساتھ معاملہ نہیں کر رہے ہیں بلکہ انضباط کا ایک سلسلہ ہے جو معلومات کے ایک مجرد ٹکڑے کی نمائندگی کرتا ہے ، یعنی ایک نمبر (ایک یا صفر)۔ 

ایمپلٹیوڈس کے ہر تسلسل - جس کو ایک علامت کہا جاتا ہے ، جس کی مدت ایک بٹ پیریڈ کے برابر ہوتی ہے اس کو پچھلے اور مندرجہ ذیل تسلسل سے ممتاز کرنا چاہئے: اگر براڈکاسٹر (مذکورہ مثال سے) ڈیجیٹل ماڈلن کا استعمال کررہا تھا اور وصول کنندہ نے طاقت حاصل کی اور اس پر تخفیف کرنا شروع کردی وقت میں ایک بے ترتیب نقطہ ، کیا ہوگا؟ 

ٹھیک ہے ، اگر وصول کنندہ کسی علامت کے وسط میں انہدام شروع کر دیتا ہے تو ، یہ ایک علامت کے نصف اور مندرجہ ذیل علامت کی نصف تشریح کرنے کی کوشش کر رہا ہو گا۔ یقینا This یہ غلطیوں کا باعث بنے گا۔ ایک منطق کی علامت جس کے بعد منطق صفر کی علامت کو ایک یا صفر سے تعبیر کرنے کا مساوی موقع ملے گا۔

واضح طور پر ، پھر ، کسی بھی ڈیجیٹل آریف سسٹم میں ہم وقت سازی کی ترجیح ہونی چاہئے۔ مطابقت پذیری کے ل One ایک سیدھے سادے انداز میں یہ ہے کہ ہر پیکٹ کو پہلے سے متعین "ٹریننگ تسلسل" کے ساتھ پیش کیا جائے جس میں صفر کی علامتوں اور ایک علامتوں پر مشتمل ہوتا ہے (جیسا کہ مذکورہ خاکہ کی طرح)۔ وصول کنندہ علامتوں کے مابین وقتی حدود کی نشاندہی کرنے کے لئے ان ایک صفر سے ایک صفر کی منتقلی کا استعمال کرسکتا ہے ، اور پھر پیکٹ میں باقی علامتوں کو آسانی سے سسٹم کے پہلے سے طے شدہ علامت کی مدت کو لاگو کرکے بیان کیا جاسکتا ہے۔

ضرب کا اثر
جیسا کہ اوپر بتایا گیا ہے ، پی ایس کے مسمار کرنے کا ایک بنیادی مرحلہ ضرب ہے۔ خاص طور پر ، ہم آنے والے BPSK سگنل کو ایک ریفرنس سگنل کے ذریعہ کیریئر فریکوئنسی کے برابر تعدد کے ساتھ ضرب دیتے ہیں۔ یہ کیا کام کرتا ہے؟ آئیے ریاضی کو دیکھیں؛ سب سے پہلے ، مصنوعات دو جیون افعال کے لئے شناخت:

 

اگر ہم فریکوئینسی اور مرحلے کے ساتھ ان عمومی سائن فنکشنز کو سگنلز میں بدل دیتے ہیں تو ، ہمارے پاس درج ذیل ہیں:

آسان بنانے ، ہمارے پاس ہے:

لہذا جب ہم برابری کی فریکوئنسی لیکن مختلف مرحلے کے دو سینوسائڈز کو ضرب دیتے ہیں تو ، اس کا نتیجہ ڈبل فریکوئنسی کے علاوہ ایک آفسیٹ کا ایک سائنوسائڈ ہوتا ہے جو دو مراحل کے درمیان فرق پر منحصر ہوتا ہے۔ 

آفسیٹ کلید ہے: اگر موصولہ سگنل کا مرحلہ ریفرنس سگنل کے مرحلے کے برابر ہے تو ، ہمارے پاس کوس (0 °) ہے ، جو 1 کے برابر ہے۔ اگر موصولہ سگنل کا مرحلہ 180 180 کے مرحلے سے مختلف ہے۔ حوالہ سگنل ، ہمارے پاس (1 °) ہے ، جو –XNUMX ہے۔ اس طرح ، ضوابط کی پیداوار میں بائنری اقدار میں سے ایک کے لئے ایک مثبت DC آفسیٹ ہوگا اور دوسری ثنائی قیمت کے لئے منفی DC آفسیٹ ہوگا۔ اس آفسیٹ کو ہر ایک علامت کو ایک صفر یا کسی ایک کی تشریح کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔

نقلی تصدیق
مندرجہ ذیل BPSK ماڈیولیشن اور ڈیموڈولیشن سرکٹ آپ کو دکھاتا ہے کہ آپ LTspice میں BPSK سگنل کیسے بنا سکتے ہیں:

دو جیون سورس (ایک مرحلہ = 0 with اور ایک مرحلہ = 180 with کے ساتھ) دو وولٹیج کنٹرول شدہ سوئچ سے جڑے ہوئے ہیں۔ دونوں سوئچ میں ایک ہی مربع لہر کنٹرول سگنل ہے ، اور آن اور آف ریزینسس کو اس طرح ترتیب دیا گیا ہے کہ ایک کھلا ہوا ہے جبکہ دوسرا بند ہے۔ دونوں سوئچوں کے "آؤٹ پٹ" ٹرمینلز ایک دوسرے کے ساتھ بندھے ہوئے ہیں ، اور آپ-ایمپ نتیجے کے سگنل کو بفر کرتا ہے ، جو اس طرح نظر آتا ہے:




اگلا ، ہمارے پاس ایک ریفرنس سینوسائڈ (V4) ہے جس کی تعدد بی پی ایس کے ویوفارم کی فریکوئنسی کے برابر ہے ، اور پھر ہم حوالہ سگنل کے ذریعہ بی پی ایس کے سگنل کو ضرب دینے کے لئے صوابدیدی سلوک وولٹیج کا ذریعہ استعمال کرتے ہیں۔ نتیجہ یہ ہے:




جیسا کہ آپ دیکھ سکتے ہیں ، مسمار شدہ سگنل موصول ہونے والے سگنل کی دوگنی فریکوئنسی ہے ، اور اس میں ہر علامت کے مرحلے کے مطابق مثبت یا منفی ڈی سی آفسیٹ ہوتا ہے۔ اگر پھر ہم ہر سگنل کی مدت کے سلسلے میں اس سگنل کو مربوط کرتے ہیں تو ، ہمارے پاس ایک ڈیجیٹل سگنل ہوگا جو اصل اعداد و شمار سے مساوی ہے۔

مربوط کھوج
اس مثال میں ، وصول کنندہ کے حوالہ سگنل کا مرحلہ آنے والے موڈولیٹڈ سگنل کے مرحلے کے ساتھ ہم آہنگ ہوتا ہے۔ یہ آسانی سے ایک نقالی میں مکمل کیا جاتا ہے؛ یہ حقیقی زندگی میں نمایاں طور پر زیادہ مشکل ہے۔ مزید برآں ، جیسا کہ "ڈیفرنشنل انکوڈنگ" کے تحت اس صفحے میں زیر بحث آیا ، عام فیز شفٹ کینگ کو ایسے سسٹم میں استعمال نہیں کیا جاسکتا ہے جو ٹرانسمیٹر اور وصول کرنے والے کے مابین غیر متوقع مرحلے کے فرق سے مشروط ہوں۔ 

مثال کے طور پر ، اگر وصول کنندہ کا حوالہ سگنل ٹرانسمیٹر کے کیریئر کے ساتھ 90 phase مرحلے سے باہر ہو تو ، حوالہ اور BPSK سگنل کے درمیان مرحلہ کا فرق ہمیشہ 90 ° ہوگا ، اور کاس (90 °) 0 ہے۔ لہذا ، DC آفسیٹ ہے کھو گیا ہے ، اور نظام مکمل طور پر غیر فعال ہے۔

وی 4 ماخذ کے مرحلے کو 90 to میں تبدیل کرکے اس کی تصدیق کی جاسکتی ہے۔ نتیجہ یہ ہے:

خلاصہ
* ڈیجیٹل ڈیمودولیشن کے لئے تھوڑا سا دور کی ہم آہنگی کی ضرورت ہے۔ وصول کنندہ کو ملحقہ علامتوں کے درمیان حدود کی نشاندہی کرنے کے قابل ہونا چاہئے۔

* ثنائی مرحلے کے شفٹ-کیزنگ سگنلز کو انضمام کے بعد ضرب کے ذریعہ مسمار کیا جاسکتا ہے۔ ضرب مرحلہ میں استعمال ہونے والا حوالہ سگنل ٹرانسمیٹر کے کیریئر کی طرح فریکوئنسی رکھتا ہے۔

* عام مرحلے میں شفٹ کینگ صرف اسی وقت قابل اعتماد ہے جب وصول کنندہ کے حوالہ سگنل کا مرحلہ ٹرانسمیٹر کے کیریئر کے مرحلے کے ساتھ ہم آہنگی برقرار رکھ سکتا ہے۔

ایک پیغام چھوڑ دیں 

پیغام کی فہرست