De grootste verschil tussen analoge en digitale modulatie is dat een analoog gemoduleerd signaal kan elke waarde aannemen (in een mogelijk bereik). Daarentegen kan een digitaal gemoduleerd signaal slechts één van een discrete reeks waarden aannemen.

In het kort zijn analoge en digitale modulatie twee technieken voor het modificeren van draaggolfsignalen om informatie te verzenden.

Analoge modulatie, digitale modulatie, modulatie

Wat is modulatie?

Stel dat je je muziek wilt uitzenden zodat mensen uit de wijde omtrek het kunnen horen. Je kunt gewoon het volume afstellen. Maar dat zal het doel niet dienen, omdat het geluid zou wegsterven zonder ver weg te reizen. Bovendien kunnen zelfs de mensen die je muziek niet willen horen, er niet omheen luisteren als je het volume hoger zet.

Denk er in plaats daarvan aan om uw geluidsgolf om te zetten in een elektromagnetische golf en uw muziek op die manier over te brengen. Nu, zonder anderen te hinderen, kunnen alleen de mensen die naar de muziek willen luisteren een converter gebruiken om de elektromagnetische golven weer om te zetten in geluid en te luisteren. Er ontstaat echter een probleem wanneer ook andere mensen hun muziek gaan uitzenden. Hun elektromagnetische golven zullen de jouwe verstoren; dan zullen je luisteraars eindigen met een wirwar van geluiden.

Dus hoe doen radiostations het? Ze hebben elk een frequentie en ze zenden hun signalen uit met die frequentie. Iemand die naar een muziekstuk wil luisteren dat op een bepaalde frequentie wordt uitgezonden, moet dan met zijn eigen radio "afstemmen" op die frequentie. Maar nu is er een ander probleem. Mensen kunnen geluiden horen over een groot aantal frequenties. Hoe kunnen de radiostations al die verschillende frequenties uitzenden met slechts één frequentie? Het antwoord is modulatie.

Feiten over modulatie

We noemen een golf met de frequentie van een bepaald radiostation als dat van dat radiostation draaggolf signaal. Dit is gewoon een sinusgolf zonder interessante informatie. De informatie signaal is het signaal dat gegevens bevat die we willen overbrengen (het kan bijvoorbeeld muziek zijn in het geval van een radiostation). Een radiostation verandert de eigenschappen van zijn draaggolfsignaal afhankelijk van het informatiesignaal, en dit proces noemen we modulatie. Wanneer een radiostation een gemoduleerd signaal uitzendt, moeten de radio's van de luisteraars: demoduleren dat signaal om de geluidsinformatie van het ontvangen signaal te extraheren.

Wat is analoge modulatie

Bij analoge modulatie wordt het draaggolfsignaal gemoduleerd in verhouding tot het informatiesignaal, zodat het elke waarde kan aannemen (d.w.z. het is een analoog signaal). Er zijn drie hoofdtypen analoge modulatie:

Amplitudemodulatie (AM): Hier wordt de amplitude van de draaggolf veranderd, afhankelijk van het informatiesignaal:

Amplitudemodulatie

Zoals u kunt zien, verandert de amplitude van het gemoduleerde signaal mee wanneer de amplitude van het informatiesignaal verandert.

Frequentiemodulatie (FM): Hier wordt de draaggolffrequentie gewijzigd volgens het informatiesignaal.

Frequentie modulatie

Merk op dat in radio's, om het signaal van een station gescheiden te houden van het signaal van een ander station, er een limiet is aan de hoeveelheid frequentie die een radiostation kan wijzigen.

Fasemodulatie (PM): Hier wordt de fase van de draaggolf veranderd volgens het informatiesignaal:

Fasemodulatie

Wat is digitale modulatie

Bij digitale modulatie is het informatiesignaal digitaal; d.w.z. het is een signaal dat alleen bepaalde waarden kan aannemen. Digitale signalen gebruiken binaire codes; een reeks van nullen en enen. Hoe groter het aantal nullen en enen dat wordt gebruikt om het signaal in een bepaald tijdsinterval weer te geven, hoe meer waarden het signaal kan aannemen. In ons voorbeeld voor een radiostation zou het originele audiosignaal bijvoorbeeld in verschillende korte tijdsintervallen moeten worden "opgeknipt". Voor elk tijdsinterval moet een geschatte "toegestane" waarde voor het signaal worden geselecteerd. Door het signaal op te splitsen in minimale tijdsintervallen en veel "toegestane waarden" te gebruiken om gegevens weer te geven, kan het geluid er natuurlijk uitzien.

Soorten digitale modulatie

Er zijn verschillende soorten digitale modulatie beschikbaar. Dit zijn de amplitudeverschuivingssleutels, aan-uitsleutels, frequentieverschuivingssleutels, faseverschuivingssleutels, kwadratuuramplitudemodulatie, enz.

In amplitude shift keying, de amplitude van het signaal wordt gemoduleerd om de informatie weer te geven. Het eenvoudigste type modulatie is de aan-uit keying modulatie, waarbij het draaggolfsignaal is ingeschakeld om een ​​1 te vertegenwoordigen en is uitgeschakeld om een ​​0 te vertegenwoordigen.

In tegenstelling tot analoge modulatie, wordt bij digitale modulatie de draaggolf met specifieke tijdsintervallen gewijzigd. Aangezien digitale modulatie alleen gespecificeerde waarden kan verzenden, is de informatie technisch niet zo perfect als de originele versie (mensen noemen dit vaak "low fidelity" van het originele signaal). Het is echter gemakkelijker om ruis uit digitale signalen te isoleren. Multiplexing (het verzenden van meerdere verschillende signalen met hetzelfde medium) is ook gemakkelijker wanneer de modulatie digitaal is.

Verschil tussen analoge en digitale modulatie

Toegestane waarden

Een analoog gemoduleerd signaal kan elke waarde binnen een bereik aannemen, terwijl een digitaal gemoduleerd signaal slechts één van een reeks discrete waarden kan aannemen.

Variatie met de tijd

Analoge modulatie kan een signaal produceren dat voortdurend veranderende informatie bevat. Maar digitale modulatie produceert een signaal waarvan de waarde met bepaalde tijdsintervallen verandert.

Scheiding van ruis

Het is moeilijk om het signaal van ruis te scheiden bij analoge modulatie, terwijl het bij digitale modulatie gemakkelijk is om het signaal van ruis te scheiden.

Conclusie

Het belangrijkste verschil tussen analoge en digitale modulatie is dat een analoog gemoduleerd signaal elke waarde (in een mogelijk bereik) kan aannemen. Daarentegen kan een digitaal gemoduleerd signaal slechts één van een discrete reeks waarden aannemen.

Afbeelding met dank aan

1. "Illustratie van amplitudemodulatie" door Ivan Akira (eigen werk) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

2. "Illustratie van frequentiemodulatie" door Ivan Akira (eigen werk) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

3. "Illustratie van fasemodulatie" door Ivan Akira (eigen werk) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons