電腦網路與連結技術第二章 實體層 上一頁    下一頁

內容:

  • 2-5 數位資料與類比訊號

  • 2-6 類比資料與數位訊號

  • 2-7 類比資料與類比訊號

2-5  數位資料與類比訊號

如果欲將數位資料以類比訊號表示,則必須將數位資料載入類比載波(Carrier)中。由載波訊號的變化來表示二進位之 0 1,基本上,有三種編碼技巧(假設載波訊號為 Asin(2πfct)):

(1) 『頻率偏移調變』(Frequency Shift Key Modulation, FSK):利用載波的頻率高低來區分二進位中的 0 1。例如用Asin(2πf1t) 表示0f1),以另一個頻率Asin(2πf2t)表示1f2),如圖 2-8 (a) 所示。

(2) 『振幅偏移調變』(Amplitude Shift Key Modulation, ASK):利用載波訊號的振幅大小來表示二進位中的01。例如以A1sin(2πft)表示1A2sin(2πft)表示0,如圖 2-8 (b) 所示。

(3) 『相位偏移調變』(Phase Shift Key Modulation, PSK):利用載波訊號相位的偏移量來表示二進位中的01。例如以Asin(2πfct +θ1)表示1;用Asin(2πfct+θ2)表示0,如圖 2-8 © 所示。

 

2-8 FSKASK PSK 編碼技巧

2-6 類比資料與數位訊號

如何將連續性的類比資料以斷續性的數位訊號表示,首先必須將類比訊號取樣,取樣的頻率必須高過於原來訊號,一般至少需原來訊號的四倍以上才不會失真太嚴重。取樣後的訊號稱之為『脈衝振幅調變』(Pulse Amplitude Modulation, PAM。再依照每一個 PAM 的電位大小以二進位表示,則產生一串列的數位訊號來表示原來的類比訊號,稱之為『脈衝編碼調變』(Pulse Code Modulation, PCM。例如電話網路保證客戶聲音傳送範圍在2KHz以內,取樣頻率為8KHzPCM8位元來表示每一個 PAM 訊號的電位。取樣頻率愈高,失真就愈低;同樣地,表示資料位元的長度愈長,失真也愈低。PCM 編碼處理程序如圖 2-9 所示。

 

2-9 PCM 編碼處理

2-7 類比資料與類比訊號

類比資料以類比訊號表示,在傳輸技術中歷史最悠久,一般收音機和電視機都採用此技術。它的基本原理是將傳輸訊號(x(t),如圖 2-10 (b))調變到載波訊號(cos 2πfct,如圖 2-10 (a))上,依照調變方式可分為:

(1) 『振幅調變』(Amplitude Modulation, AM):將傳輸訊號調變到載波訊號的振幅上,亦即載波訊號的振幅大小是依照傳輸訊號的電位高低來變化,如圖 2-10 (c) 所示。發送訊號 s(t) = [1+nax(t)] cos 2πfct,其中 na 表示調變指數。

(2) 『頻率調變』(Frequency Modulation, FM):表示將傳輸訊號調變到載波訊號的頻率上,亦即載波訊號的傳送頻率是依照傳輸訊號的電位來改變,如圖 2-10 (d) 所示。發送訊號 s(t) = cos [2πfct +nfx(t)],其中 nf 為調頻調變指數。

(3) 『相位調變』(Phase Modulation, PM):也就是,載波訊號之傳送頻率的角度是隨著傳送訊號的電位來變化,如圖 2-10 (e) 所示。經過調變後的發送訊號為 s(t) = cos [2πfct +npx(t)],其中 np 為相位調變指數。

 

2-10 AMFM PM 調變方式

由圖 2-10 (d) (e) 觀察起來,似乎 PM FM 調變後的訊號變化都大同小異,其實兩者都屬於『角度調變』(Angle Modulation。因為無論載波訊號的頻率或相位隨著傳送訊號的強度改變,終究會影響到頻率和相位的變化,因此看起來兩者調變結果的波形才會非常類似。

 

翻轉工作室:粘添壽

 

電腦網路與連結技術:

 

 

翻轉電子書系列: