مدولاسیون چیست؟

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز، مدوﻟﻪ ﺳﺎزی ﯾﮑﯽ ازاﻋﻤﺎل مهمی اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺮای اﻧﺘﻘﺎل ﻣﻮﺛﺮ و مطمئن اﻃﻼﻋﺎت در ﻓﺮﺳﺘﻨﺪه ﺻﻮرت ﻣﯽ ﭘﺬﯾﺮد.

ﻣﺪوﻟﻪ ﺳﺎزی ﺷﺎﻣﻞ دو ﺷﮑﻞ ﻣﻮج اﺳﺖ که عبارت اند از:
۱- ﺳﯿﮕﻨﺎل ﻣﺪوﻟﻪ ﮔﺮ ﮐﻪ ﻧﻤﺎﯾﻨﺪه ﭘﯿﺎم اﺳﺖ.
۲-ﯾﮏ ﻣﻮج ﺣﺎﻣﻞ ﮐﻪ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﮐﺎرﺑﺮد ﻣﺸﺨﺺ و ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ اﻧﺘﺨﺎب ﻣﯽ ﺷﻮد.

در مدلاسیون، ﻣﺪوﻟﻪ ﮐﻨﻨﺪه (دستگاهی که عمل مدولاسیون را انجام می‌دهد) ﻣﻮج ﺣﺎﻣﻞ را هماهنگﺑﺎ ﺗﻐﯿﯿﺮات ﺳﯿﮕﻨﺎل ﻣﺪوﻟﻪ ﮔﺮ (پیام) ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻣﯽ دهد. موج مدوله شده (موجی که از تلفیق پیام و موج حامل به دست می‌آید) ﺣﺎﺻﻠﻪ اﻃﻼﻋﺎت ﭘﯿﺎم را ﺣﻤﻞ ﻣﯽ ﮐﻨﺪ.

به عنوان مثال شما در نظر بگیرید که می‌خواهید پیامی صوتی را به منطقه‌ای دوری بفرستید، این امکان به دلیل این که فرکانس پیام ما پایین است امکان پذیر نمی‌باشد. در نتیجه ما این پیام را بر سیگنال فرکانس بالایی که توسط فرستنده ارسال می‌شود تلفیق یا به عبارتی سوار می‌کنیم تا بتوانیم آن را با استفاده از فرستنده به مسافت‌های طولانی ارسال کنیم.

موج بدست آمده فرکانس بالا که به وسیله فرستنده ارسال می‌شود را موج مدوله شده و عملی که روی این پیام ایجاد می‌شود را عمل مدولاسیون می‌گویند.

ضرورت استفاده از مدولاسیون:
۱- پهنای باند به صورت بهینه استفاده شده و هر پیام در کانال خاصی قرار می‌گیرد.
۲- افزوده شدن مسافت انتقال پیام‌هایی که در فرکانس‌های پایین نمی‌توانند ارسال شوند.

انواع مدولاسیون:
مدولاسیون انواع مختلفی دارد که سه مورد آن را مورد برسی قرار میدهیم:
۱-مدولاسیون دامنه Amplitude Modulation) AM)

ویژگی اصلی مدولاسیون AM این است که پوش حامل مدوله شده (دامنه) همان شکل موج پیام را دارد. این مدولاسیون یکی از روش‌های ارسال خبر به وسیله امواج رادیویی است. دسته بزرگی از روش‌های مدولاسیون، بر اساس مدولاسیون دامنه پایه‌گذاری شده‌اند. در این نوع مدولاسیون سیگنالی را که قصد انتقالش را داریم دامنه سیگنال دیگری را تغییر می‌دهد. به شکل زیر دقت کنید.


۲- مدولاسیون فرکانس Frequency Modulation) FM)
ویژگی اصلی مدولاسیون FM این است که فرکانس سیگنال حامل مدوله شده متناسب با فرکانس پیام تغییر می‌کند.FM به مدولاسیون بسامد اشاره می‌کند که در امواج هوایی (رادیویی) VHF در هرجای دیگر جهان (به غیر از ژاپن) در حوزه فرکانس‌های بین ۸۸ تا ۱۰۸ مگاهرتز استفاده می‌شود. ژاپن از باند ۷۶ تا ۹۰ مگاهرتز استفاده می‌کند. ایستگاه‌های FM بیشتر در مناطق و کشور‌های توسعه یافته از نظر اقتصادی، مانند اروپا و ایالات متحده آمریکا مخصوصاً بخاطر کیفیت صدای بهتر وپخش استریو در این فرمت بیشتر معمول ومورد استفاده هستند. به شکل زیر دقت کنید.


۳-مدولاسیون پهنای باند Pulse With Modulation) PWM /PDM)
در این نوع مدولاسیون مقادیر نمونه پیام را می‌توان برای مدوله کردن مشخصات زمانی پالس مثلا مکان پالس یا پهنای پالس به کار برد. این نوع از مدولاسیون به منظور ارسال اطلاعات در یک کانال مخابراتی یا تنظیم مقدار توان ارسالی به بار است. این مدولاسیون یک روش کنترل میزان توان به بار بدون نیاز به دفع هر گونه توان در راه انداز بار (driver) است. به شکل زیر دقت نمایید.


در واقع PWM تکنیکی است که به کمک آن می‌توانیم مقدار ولتاژ پایه‌های خروجی کنترلر (مثلاً درایو موتور‌ای سی) و فرکانس آن را کنترل کنیم.
از جمله کاربرد‌های این روش می‌توان به منابع تغذیه سوئیچینگ و اینورتر‌ها اشاره کرد.