Penguncian pergeseran frekuensi adalah yang paling penting modulasi digital teknik, dan juga dikenal sebagai FSK. Sebuah sinyal memiliki amplitudo, frekuensi, dan fasa sebagai properti. Setiap sinyal memiliki tiga sifat ini. Untuk meningkatkan salah satu properti sinyal, kita dapat melakukan proses modulasi. Karena ada berbagai keunggulan file teknik modulasi . Beberapa keuntungannya adalah - antena ukuran dikurangi, hindari multiplexing sinyal, kurangi SNR, komunikasi jarak jauh dapat dilakukan, dll. Ini adalah keuntungan penting dari proses modulasi. Jika kita memodulasi amplitudo sinyal biner input sesuai dengan sinyal pembawa yaitu disebut penguncian pergeseran amplitudo. Di sini, pada artikel ini, kita akan membahas apa itu penguncian pergeseran frekuensi dan modulasi FSK, proses demodulasi beserta kelebihan dan kekurangannya.
Apa itu Frequency Shift Keying?
Ini didefinisikan sebagai mengubah atau meningkatkan karakteristik frekuensi dari sinyal biner masukan menurut sinyal pembawa. Variasi amplitudo adalah salah satu kelemahan utama dalam ASK. Jadi, karena teknik modulasi ask ini digunakan dalam beberapa aplikasi saja. Dan efisiensi daya spektrumnya juga rendah. Ini menyebabkan pemborosan kekuasaan. Jadi untuk mengatasi kelemahan ini, Frequency Shift Keying lebih disukai. FSK juga dikenal sebagai Biner Tombol Pergeseran Frekuensi (BFSK). Teori penguncian pergeseran frekuensi di bawah ini menjelaskan apa yang terjadi di modulasi penguncian pergeseran frekuensi .
Teori Tombol Pergeseran Frekuensi
Teori penguncian pergeseran frekuensi ini menunjukkan bagaimana karakteristik frekuensi dari sinyal biner berubah sesuai dengan sinyal pembawa. Di FSK, informasi biner dapat ditransmisikan melalui sinyal pembawa bersama dengan perubahan frekuensi. Diagram di bawah ini menunjukkan diagram blok penguncian pergeseran frekuensi .
Diagram blok FSK
Di FSK, dua sinyal pembawa digunakan untuk menghasilkan bentuk gelombang termodulasi FSK. Alasan di balik ini, sinyal termodulasi FSK direpresentasikan dalam dua frekuensi yang berbeda. Frekuensi tersebut disebut 'frekuensi mark' dan 'frekuensi ruang'. Frekuensi tanda mewakili logika 1 dan frekuensi ruang mewakili logika 0. Hanya ada satu perbedaan antara dua sinyal pembawa ini, yaitu input pembawa 1 yang memiliki frekuensi lebih banyak daripada input pembawa 2.
Masukan pembawa 1 = Ac Cos (2ωc + θ) t
Masukan pembawa 2 = Ac Cos (2ωc-θ) t
Sakelar multiplexer 2: 1 memiliki peran penting untuk menghasilkan keluaran FSK. Di sini sakelar terhubung ke masukan pembawa 1 untuk semua logika 1 dari urutan masukan biner. Dan sakelar terhubung ke masukan pembawa 2 untuk semua logika 0 dari urutan biner masukan. Jadi, bentuk gelombang termodulasi FSK yang dihasilkan memiliki frekuensi tanda dan frekuensi ruang.
FSK-modulasi-keluaran-bentuk gelombang
Sekarang kita akan melihat bagaimana gelombang termodulasi FSK dapat didemodulasi di sisi penerima. Demodulasi didefinisikan sebagai merekonstruksi sinyal asli dari sinyal termodulasi. Demodulasi ini dapat dilakukan dengan dua cara. Mereka
- Deteksi FSK yang koheren
- Deteksi FSK yang tidak koheren
Satu-satunya perbedaan antara cara deteksi koheren dan non-koheren adalah fase sinyal pembawa. Jika sinyal pembawa yang kita gunakan di sisi pemancar dan penerima berada dalam fase yang sama saat proses demodulasi yaitu disebut cara deteksi yang koheren dan juga dikenal sebagai deteksi sinkron. Jika sinyal pembawa yang kita gunakan di sisi pemancar dan penerima tidak dalam fase yang sama maka proses modulasi tersebut dikenal sebagai deteksi non-koheren. Nama lain untuk deteksi ini adalah deteksi Asynchronous.
Deteksi FSK yang Koheren
Dalam pendeteksian FSK sinkron ini, gelombang termodulasi dipengaruhi oleh noise saat mencapai penerima. Jadi, kebisingan ini bisa dihilangkan dari penggunaan filter bandpass (BPF). Di sini, pada tahap pengali, sinyal termodulasi FSK yang berisik dikalikan dengan sinyal pembawa dari lokal osilator alat. Kemudian sinyal yang dihasilkan lewat dari BPF. Di sini filter bandpass ini ditugaskan untuk memotong frekuensi yang sama dengan frekuensi sinyal input biner. Jadi frekuensi yang sama dapat diizinkan untuk perangkat keputusan. Di sini perangkat keputusan ini memberikan 0 dan 1 untuk frekuensi ruang dan tanda dari bentuk gelombang termodulasi FSK.
deteksi FSK yang koheren
Deteksi FSK Non-koheren
Sinyal FSK termodulasi diteruskan dari bandpass filter 1 dan 2 dengan frekuensi cut off sama dengan frekuensi spasi dan mark. Jadi, komponen sinyal yang tidak diinginkan dapat dihilangkan dari BPF. Dan sinyal FSK yang dimodifikasi diterapkan sebagai masukan ke dua detektor amplop. Detektor amplop ini memiliki sirkuit sebuah dioda (D). Berdasarkan masukan ke detektor amplop, ia mengirimkan sinyal keluaran. Detektor envelope ini digunakan dalam proses demodulasi amplitudo. Berdasarkan masukannya, ia menghasilkan sinyal dan kemudian diteruskan ke perangkat ambang batas. Perangkat ambang batas ini memberikan logika 1 dan 0 untuk frekuensi yang berbeda. Ini akan sama dengan urutan masukan biner asli. Jadi, pembuatan dan deteksi FSK dapat dilakukan dengan cara ini. Proses ini bisa dikenal dengan modulasi dan demodulasi penguncian pergeseran frekuensi bereksperimen juga. Dalam percobaan FSK ini, FSK dapat dibangkitkan oleh IC timer 555 dan pendeteksian dapat dilakukan dengan 565IC yang dikenal sebagai fase terkunci loop (PLL) .
deteksi FSK yang tidak koheren
Ada beberapa kelebihan dan kekurangan penguncian pergeseran frekuensi tercantum di bawah ini.
Keuntungan
- Proses sederhana untuk membangun sirkuit
- Variasi amplitudo nol
- Mendukung kecepatan data yang tinggi.
- Kemungkinan kesalahan rendah.
- SNR tinggi (rasio sinyal terhadap noise).
- Lebih banyak kekebalan kebisingan daripada ASK
- Penerimaan bebas kesalahan dapat dimungkinkan dengan FSK
- Berguna dalam transmisi radio frekuensi tinggi
- Lebih disukai dalam komunikasi frekuensi tinggi
- Aplikasi digital berkecepatan rendah
Kekurangan
- Ini membutuhkan lebih banyak bandwidth daripada ASK dan PSK (penguncian pergeseran fase)
- Karena kebutuhan bandwidth yang besar, FSK ini memiliki batasan untuk digunakan hanya pada modem kecepatan rendah yang bit rate-nya adalah 1200bits / detik.
- Tingkat kesalahan bit kurang di saluran AEGN daripada penguncian pergeseran fasa.
Jadi, penguncian pergeseran frekuensi adalah salah satu teknik modulasi digital halus untuk meningkatkan karakteristik frekuensi dari sinyal biner masukan. Dengan teknik modulasi FSK kita dapat mencapai komunikasi bebas kesalahan dalam beberapa aplikasi digital. Tetapi FSK ini memiliki kecepatan data yang terbatas dan mengkonsumsi lebih banyak bandwidth dapat diatasi dengan QAM, yang dikenal sebagai modulasi amplitudo kuadratur. Ini adalah kombinasi dari modulasi amplitudo dan modulasi fase.
