फ़्रीक्वेंसी शिफ़्ट कीइंग (FSK) कार्य और अनुप्रयोग

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फ़्रीक्वेंसी शिफ्ट कीइंग सबसे महत्वपूर्ण है डिजिटल मॉडुलन तकनीक, और इसे एफएसके के रूप में भी जाना जाता है। एक संकेत में गुण के रूप में आयाम, आवृत्ति और चरण होता है। हर सिग्नल में ये तीन गुण होते हैं। सिग्नल की किसी भी संपत्ति को बढ़ाने के लिए हम मॉड्यूलेशन प्रक्रिया के लिए जा सकते हैं। क्योंकि वहाँ के विभिन्न फायदे हैं मॉडुलन तकनीक । उन लाभों में से कुछ हैं - एंटीना आकार में कमी, संकेतों के बहुसंकेतन से बचें, एसएनआर में कमी, लंबी दूरी की संचार संभव हो सकता है, आदि ये मॉड्यूलेशन प्रक्रिया के महत्वपूर्ण लाभ हैं। यदि हम वाहक संकेत के अनुसार इनपुट बाइनरी सिग्नल के आयाम को मॉड्यूलेट करते हैं यानी आयाम शिफ्ट कीइंग कहते हैं। यहां, इस लेख में, हम चर्चा करने जा रहे हैं कि फ़्रीक्वेंसी शिफ्ट कीइंग और एफएसके मॉड्यूलेशन, डिमॉड्यूलेशन प्रक्रिया के साथ-साथ उनके फायदे और नुकसान क्या हैं।

फ्रीक्वेंसी शिफ्ट कीइंग क्या है?

इसे वाहक संकेत के अनुसार इनपुट बाइनरी सिग्नल की आवृत्ति विशेषताओं को बदलने या सुधारने के रूप में परिभाषित किया गया है। आयाम भिन्नता ASK में प्रमुख कमियों में से एक है। तो, इसके कारण केवल कुछ अनुप्रयोगों में उपयोग की जाने वाली मॉड्यूलेशन तकनीक पूछें। और इसकी स्पेक्ट्रम शक्ति दक्षता भी कम है। इससे शक्ति का अपव्यय होता है। तो इन कमियों को दूर करने के लिए फ्रीक्वेंसी शिफ्ट कींग को प्राथमिकता दी जाती है। एफएसके को बाइनरी के रूप में भी जाना जाता है आवृत्ति पारी कुंजीयन (बीएफएसके)। नीचे दी गई फ्रिक्वेंसी शिफ्ट कीइंग थ्योरी बताती है कि क्या हो रहा है आवृत्ति बदलाव कुंजीयन मॉडुलन




फ्रीक्वेंसी शिफ्ट कीइंग थ्योरी

यह फ्रिक्वेंसी शिफ्ट कीइंग थ्योरी से पता चलता है कि बाइनरी सिग्नल की आवृत्ति विशेषताओं को वाहक सिग्नल के अनुसार कैसे बदला गया। एफएसके में, द्विआधारी जानकारी को वाहक संकेतों के माध्यम से आवृत्ति परिवर्तनों के साथ प्रेषित किया जा सकता है। नीचे दिए गए आरेख से पता चलता है आवृत्ति बदलाव कुंजीयन ब्लॉक आरेख

fsk-block-diagram

एफएसके-ब्लॉक-आरेख



FSK में, दो वाहक संकेतों का उपयोग FSK संग्राहक तरंगों का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। इसके पीछे का कारण, FSK संग्राहक संकेतों को दो अलग-अलग आवृत्तियों के संदर्भ में दर्शाया गया है। आवृत्तियों को 'चिह्न आवृत्ति' और 'अंतरिक्ष-आवृत्ति' कहा जाता है। मार्क फ्रीक्वेंसी ने लॉजिक 1 का प्रतिनिधित्व किया है और स्पेस-फ्रीक्वेंसी ने लॉजिक का प्रतिनिधित्व किया है। 0. इन दोनों कैरियर सिग्नलों के बीच केवल एक अंतर है, अर्थात् कैरियर इनपुट 1 में कैरियर इनपुट 2 की तुलना में अधिक आवृत्ति है।

कैरियर इनपुट 1 = एसी कॉस (2ωc + t) टी

कैरियर इनपुट 2 = एसी कॉस (2ωc-t) टी


2: 1 मल्टीप्लेक्स के स्विच (एस) में एफएसके आउटपुट उत्पन्न करने के लिए महत्वपूर्ण भूमिका है। यहां स्विच सभी तर्क 1 बाइनरी इनपुट अनुक्रम के लिए वाहक इनपुट 1 से जुड़ा है। और स्विच (s) सभी इनपुट 0 के बाइनरी अनुक्रम के लिए वाहक इनपुट 2 से जुड़ा है। तो, परिणामी FSK संग्राहक तरंगों में चिह्न आवृत्तियाँ और स्थान आवृत्तियाँ होती हैं।

fsk-modulation-output-waveforms

एफएसके-मॉड्यूलेशन-आउटपुट-वेवफॉर्म

अब हम देखेंगे कि कैसे रिसीवर की तरफ FSK मॉड्यूलेटेड तरंग को डिमोड्यूलेट किया जा सकता है। demodulation को संशोधित सिग्नल से मूल सिग्नल के पुनर्निर्माण के रूप में परिभाषित किया गया है। यह डिमॉड्यूलेशन दो तरीकों से संभव हो सकता है। वे

  • सुसंगत FSK का पता लगाने
  • गैर-सुसंगत FSK का पता लगाना

पता लगाने के सुसंगत और गैर-सुसंगत तरीके के बीच एकमात्र अंतर वाहक संकेत का चरण है। यदि वाहक सिग्नल जो हम ट्रांसमीटर साइड और रिसीवर साइड में उपयोग कर रहे हैं, तो एक ही चरण में होते हैं, जबकि डिमॉड्यूलेशन प्रक्रिया यानी डिटेक्शन का सुसंगत तरीका कहा जाता है और इसे सिंक्रोनस डिटेक्शन के रूप में भी जाना जाता है। यदि वाहक सिग्नल जो हम ट्रांसमीटर और रिसीवर की तरफ उपयोग कर रहे हैं, एक ही चरण में नहीं हैं, तो ऐसी मॉडुलन प्रक्रिया को गैर-सहकर्मी पहचान के रूप में जाना जाता है। इस खोज का दूसरा नाम एसिंक्रोनस डिटेक्शन है।

सुसंगत FSK डिटेक्शन

इस सिंक्रोनस एफएसके डिटेक्शन में, संग्राहक तरंग रिसीवर तक पहुंचते समय शोर से प्रभावित हो जाती है। तो, इस शोर का उपयोग करने से समाप्त किया जा सकता है बंदपास छननी (बीपीएफ)। यहां गुणक स्तर पर, शोर FSK संशोधित संकेत स्थानीय से वाहक संकेत के साथ गुणा किया जाता है थरथरानवाला उपकरण। फिर परिणामी संकेत बीपीएफ से गुजरता है। यहाँ इस बैंडपास फ़िल्टर को फ़्रीक्वेंसी काटने के लिए दिया गया है जो बाइनरी इनपुट सिग्नल फ़्रीक्वेंसी के बराबर है। इसलिए निर्णय डिवाइस में समान आवृत्तियों की अनुमति दी जा सकती है। यहां यह निर्णय उपकरण एफएसके के संग्राहक तरंगों के स्थान और निशान आवृत्तियों के लिए 0 और 1 देता है।

सुसंगत- fsk- पता लगाना

सुसंगत-एफएसके-पता लगाने

गैर-सुसंगत FSK डिटेक्शन

मॉडिफ़ाइड FSK सिग्नल को बैंडपास फ़िल्टर 1 और 2 से कट ऑफ फ्रीक्वेंसी के साथ स्पेस और मार्क फ्रीक्वेंसी के बराबर भेजा जाता है। तो, अवांछित सिग्नल घटकों को बीपीएफ से समाप्त किया जा सकता है। और संशोधित एफएसके संकेतों को दो आवरण डिटेक्टरों के इनपुट के रूप में लागू किया जाता है। यह लिफाफा डिटेक्टर एक सर्किट होने वाला है एक डायोड (डी)। लिफाफे डिटेक्टर के इनपुट के आधार पर यह आउटपुट सिग्नल डिलीवर करता है। यह लिफाफा डिटेक्टर आयाम डिमोड्यूलेशन प्रक्रिया में उपयोग किया जाता है। इसके इनपुट के आधार पर यह सिग्नल उत्पन्न करता है और फिर इसे थ्रेशोल्ड डिवाइस पर भेज दिया जाता है। यह दहलीज डिवाइस विभिन्न आवृत्तियों के लिए तर्क 1 और 0 देता है। यह मूल बाइनरी इनपुट अनुक्रम के बराबर होगा। तो, एफएसके पीढ़ी और पता लगाने का काम इस तरह से किया जा सकता है। इस प्रक्रिया के लिए जाना जा सकता है फ्रीक्वेंसी-शिफ्ट कीइंग मॉड्यूलेशन और डिमॉड्यूलेशन प्रयोग भी। एफएसके के इस प्रयोग में, एफएसके 555 टाइमर आईसी द्वारा उत्पन्न किया जा सकता है और 565आईसी द्वारा पता लगाना संभव हो सकता है जिसे 565 के रूप में जाना जाता है चरण बंद लूप (PLL)

गैर-सुसंगत-fsk- पता लगाने

गैर-सुसंगत-एफएसके-पता लगाने

बहुत कम हैं फ़्रीक्वेंसी शिफ्ट कीइंग के फायदे और नुकसान नीचे सूचीबद्ध हैं।

लाभ

  • सर्किट बनाने की सरल प्रक्रिया
  • शून्य आयाम विविधताएं
  • एक उच्च डेटा दर का समर्थन करता है।
  • त्रुटि की कम संभावना।
  • उच्च एसएनआर (शोर अनुपात का संकेत)।
  • एएसके की तुलना में अधिक शोर प्रतिरक्षा
  • एफएसके के साथ त्रुटि-मुक्त रिसेप्शन संभव हो सकता है
  • उच्च-आवृत्ति रेडियो प्रसारण में उपयोगी
  • उच्च आवृत्ति संचार में पसंदीदा
  • कम गति वाले डिजिटल अनुप्रयोग

नुकसान

  • इसके लिए ASK और PSK से अधिक बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है (चरण बदलाव कुंजीयन)
  • बड़े बैंडविड्थ की आवश्यकता के कारण, इस एफएसके में केवल कम गति वाले मोडेम का उपयोग करने की सीमाएं हैं जो कि बिट दर 1200 बिट्स / सेकंड है।
  • चरण परिवर्तन कुंजीयन की तुलना में AEGN चैनल में बिट त्रुटि दर कम है।

इस प्रकार आवृत्ति पारी कुंजीयन इनपुट बाइनरी सिग्नल की आवृत्ति विशेषताओं को बढ़ाने के लिए ठीक डिजिटल मॉड्यूलेशन तकनीक में से एक है। FSK मॉड्यूलेशन तकनीक द्वारा हम कुछ डिजिटल अनुप्रयोगों में त्रुटि मुक्त संचार प्राप्त कर सकते हैं। लेकिन इस एफएसके में डेटा दर सीमित है और खपत अधिक बैंडविड्थ को QAM से दूर किया जा सकता है, जिसे क्वाडरेचर एम्प्लीमेंट मॉड्यूलेशन के रूप में जाना जाता है। यह आयाम मॉडुलन और चरण मॉडुलन का संयोजन है।