Frequency Shift Keying (FSK) Working & Applications

Frekvensskiftnyckling är det viktigaste digital modulering teknik, och det är också känt som FSK. En signal har amplituden, frekvensen och fasen som egenskaper. Varje signal har dessa tre egenskaper. För att öka någon av signalegenskaperna kan vi gå för moduleringsprocessen. Eftersom det finns olika fördelar med moduleringsteknik . I dessa är några av fördelarna - antennen storlek reducerad, undvika multiplexering av signaler, minska SNR, långväga kommunikation kan vara möjlig, etc. Detta är de viktiga fördelarna med moduleringsprocessen. Om vi ​​modulerar amplituden på den ingående binära signalen enligt bärvågssignalen, dvs kallas som amplitudförskjutning. Här, i den här artikeln, ska vi diskutera vad som är frekvensskiftnyckling och FSK-modulering, demoduleringsprocess tillsammans med deras fördelar och nackdelar.

Vad är Frequency Shift Keying?

Det definieras som att ändra eller förbättra frekvensegenskaperna för en ingångs binär signal enligt bärvågssignalen. Amplitudvariation är en av de största nackdelarna med ASK. Så på grund av denna fråga-moduleringsteknik som endast används i några få applikationer. Och dess spektrumeffektivitet också låg. Det leder till slöseri med makt. Så för att övervinna dessa nackdelar är Frequency Shift Keying att föredra. FSK är också känt som binärt Frekvensomkoppling (BFSK). Nedanstående teorier för frekvensskiftnyckling beskriver vad som händer i frekvensskiftnyckelmodulering .

Teori för frekvensskiftnyckling

Denna frekvensskiftnycklingsteori visar hur frekvenskarakteristiken för en binär signal förändrades enligt bärarsignalen. I FSK kan den binära informationen överföras via en bärvågssignal tillsammans med frekvensändringar. Nedanstående diagram visar frekvensskift nyckelblockdiagram .

FSK-blockdiagram

I FSK används två bärarsignaler för att producera FSK-modulerade vågformer. Anledningen till detta är FSK-modulerade signaler representerade i termer av två olika frekvenser. Frekvenserna kallas ”markfrekvens” och ”rymdfrekvens”. Markeringsfrekvensen har representerat logik 1 och rymdfrekvens har representerat logiken 0. Det finns bara en skillnad mellan dessa två bärarsignaler, dvs. bäraringång 1 som har mer frekvens än bäraringången 2.

Bäringång 1 = Ac Cos (2ωc + θ) t

Bäringång 2 = Ac Cos (2ωc-θ) t

Omkopplaren / -erna för 2: 1-multiplexern har den viktiga rollen att generera FSK-utgången. Här är omkopplaren ansluten till bäraringång 1 för alla logiska 1: er i den binära ingångssekvensen. Och omkopplare är anslutna till bäraringång 2 för alla logiska 0: er i den ingående binära sekvensen. Så de resulterande FSK-modulerade vågformerna har markeringsfrekvenser och rymdfrekvenser.

FSK-modulering-utgång-vågformer

Nu får vi se hur den FSK-modulerade vågen kan demoduleras på mottagarsidan. Demodulering definieras som rekonstruering av originalsignalen från den modulerade signalen. Denna demodulering kan vara möjlig på två sätt. Dom är

• Sammanhängande FSK-detektering
• Icke-sammanhängande FSK-detektering

Den enda skillnaden mellan det koherenta och det icke-koherenta detekteringssättet är bärarsignalens fas. Om bärarsignalen vi använder på sändarsidan och mottagarsidan är i samma fas medan demoduleringsprocessen dvs kallas ett sammanhängande sätt för detektering och det kallas också synkron detektion. Om bärarsignalerna som vi använder på sändar- och mottagarsidan inte är i samma fas är en sådan moduleringsprocess känd som icke-koherent detektion. Ett annat namn för denna upptäckt är asynkron detektion.

Sammanhängande FSK-detektion

I den här synkrona FSK-detekteringen påverkades den modulerade vågen av brus när den nådde mottagaren. Så detta ljud kan elimineras från att använda bandpassfilter (BPF). Här vid multiplikatorsteg multipliceras den bullriga FSK-modulerade signalen med bärarsignalen från den lokala oscillator enhet. Sedan passerar den resulterande signalen från BPF. Här tilldelas detta bandpassfilter att avbryta frekvensen som är lika med den binära insignalfrekvensen. Så samma frekvenser kan tillåtas till beslutsenheten. Här ger denna beslutsanordning 0 och 1 för rymd- och markeringsfrekvenser för de FSK-modulerade vågformerna.

sammanhängande FSK-detektering

Icke koherent FSK-detektion

Den modulerade FSK-signalen vidarebefordras från bandpassfiltret 1 och 2 med avskurna frekvenser som är lika med rymd- och markeringsfrekvenser. Så de oönskade signalkomponenterna kan elimineras från BPF. Och de modifierade FSK-signalerna appliceras som ingång till de två kuvertdetektorerna. Denna kuvertdetektor är en krets som har en diod (D). Baserat på ingången till kuvertdetektorn levererar den utsignalen. Denna kuvertdetektor används i amplituddemoduleringsprocessen. Baserat på dess ingång genererar den signalen och vidarebefordras sedan till tröskelanordningen. Denna tröskelanordning ger logiken 1 och 0 för de olika frekvenserna. Detta skulle vara lika med den ursprungliga binära ingångssekvensen. Så FSK-generationen och upptäckten kan göras på detta sätt. Denna process kan vara känd för frekvensskiftnyckelmodulering och demodulering experimentera också. I detta FSK-experiment kan FSK genereras av 555 timer IC och detektering kan vara möjlig med 565IC som är känd som en faslåst slinga (PLL) .

icke-koherent FSK-detektering

Det finns få fördelar och nackdelar med nyckelförskjutning listas nedan.

Fördelar

• Enkel process för att konstruera kretsen
• Nollamplitudvariationer
• Stöder en hög datahastighet.
• Låg sannolikhet för fel.
• Hög SNR (signal / brusförhållande).
• Mer bullerimmunitet än ASK
• Felfri mottagning kan vara möjlig med FSK
• Användbar vid högfrekventa radiosändningar
• Föredras i högfrekvent kommunikation
• Låghastighets digitala applikationer

Nackdelar

• Det kräver mer bandbredd än ASK och PSK (fasförskjutning)
• På grund av kravet på stor bandbredd har denna FSK begränsningar att använda endast i låghastighetsmodem där bithastigheten är 1200 bitar / sek.
• Bitfelfrekvensen är mindre i AEGN-kanalen än fasförskjutning.

Således är den tangent för frekvensskift är en av de fina digitala moduleringsteknikerna för att öka frekvensegenskaperna för den ingående binära signalen. Med FSK-moduleringsteknik kan vi uppnå felfri kommunikation i några få digitala applikationer. Men denna FSK har en ändlig datahastighet och förbrukar mer bandbredd kan övervinnas av QAM, som kallas kvadraturamplitudmodulering. Det är kombinationen av amplitudmodulering och fasmodulering.