Differenza tra modulazione analogica e digitale

Differenza principale - Modulazione analogica o digitale

La modulazione analogica e digitale si riferisce al modo in cui un segnale portante viene modificato per trasmettere informazioni. Il differenza principale tra la modulazione analogica e digitale è quella a segnale modulato analogico può assumere qualsiasi valore (in un intervallo possibile) mentre un segnale modulato digitalmente può occupare solo uno di un insieme discreto di valori.

Cos'è la modulazione

Supponi di voler trasmettere la tua musica in modo che le persone da chilometri in giro possano sentirla. Ingenuamente, potresti semplicemente alzare il volume. Tuttavia, il suono si spegnerebbe senza viaggiare molto lontano, e anche le persone che non vogliono sentire la tua musica saranno costrette ad ascoltare!

Pensa invece di "convertire" l'onda sonora in un'onda elettromagnetica e di trasmettere la tua musica in quel modo. Ora, le persone che vogliono ascoltare possono usare un convertitore per convertire le onde elettromagnetiche in suono, e le persone che non vogliono ascoltare non sarebbero disturbate. Tuttavia, si verifica un problema quando anche altre persone iniziano a trasmettere la propria musica. Le loro onde elettromagnetiche interferiranno con la tua e i tuoi ascoltatori finiranno con un guazzabuglio di suoni.

Quindi, come fanno le stazioni radio? Ognuno di essi ha una frequenza e trasmettono i loro segnali usando quella frequenza. Una persona che vuole ascoltare una particolare frequenza dovrebbe quindi "sintonizzarsi" su quella frequenza usando la propria radio. Ma ora c'è un altro problema. Gli esseri umani possono ascoltare i suoni su una vasta gamma di frequenze. Come possono le stazioni radio trasmettere tutte quelle frequenze diverse usando una sola frequenza? La risposta è: modulazione.

Un'onda con la frequenza della stazione radio è chiamata stazione radio segnale portante. Questa è semplicemente un'onda sinusoidale senza informazioni interessanti. Il segnale di informazione è il segnale che contiene i dati che vogliamo trasferire (ad esempio la musica in caso di una stazione radio). Una stazione radio cambia le proprietà del suo segnale portante a seconda del segnale di informazione, e questo processo è chiamato modulazione. Il segnale modulato viene trasmesso e le radio degli ascoltatori dovrebbero ora demodulazione il segnale per estrarre l'informazione sonora dal segnale ricevuto.

Cos'è la modulazione analogica

Nella modulazione analogica, il segnale portante è modulato in proporzione al segnale di informazione in modo che possa assumere qualsiasi valore (cioè è un segnale analogico). Esistono tre tipi principali di modulazione analogica:

Modulazione di ampiezza (AM): Qui, l'ampiezza dell'onda portante viene modificata, a seconda del segnale di informazione:

Modulazione d'ampiezza

Come puoi vedere, ogni volta che l'ampiezza del segnale di informazione cambia, anche l'ampiezza del segnale modulato cambia.

Modulazione di frequenza (FM): Qui, il frequenza dell'onda portante viene cambiata in base al segnale di informazione.

Modulazione di frequenza

Si noti che nel caso delle radio c'è un limite a quanto può essere cambiata la frequenza, in modo che il segnale di una stazione possa essere tenuto separato dal segnale di un'altra stazione.

Phase Modulation (PM): Qui, il fase dell'onda portante viene alterata in base al segnale di informazione:

Modulazione di fase

Cos'è la modulazione digitale

Nella modulazione digitale, il segnale di informazione utilizzato è digitale, cioè è un segnale che può assumere solo valori specifici. I segnali digitali sono solitamente rappresentati in binario usando una serie di 0 e 1. Maggiore è il numero di 0 e 1 utilizzati per rappresentare il segnale in un dato intervallo di tempo, maggiore è il numero di valori che il segnale potrebbe assumere. Ad esempio, nel nostro esempio per una stazione radio, il segnale audio originale dovrebbe essere "spezzettato" in un numero di piccoli intervalli di tempo, e per ciascun intervallo di tempo, un valore approssimativo "consentito" per il segnale dovrebbe essere selezionato. Riducendo il segnale in intervalli di tempo molto piccoli e utilizzando un gran numero di "valori consentiti" per rappresentare i dati, il suono può essere fatto sembrare naturale.

Ce ne sono molti diversi tipi di modulazione digitale anche.

Nel spostamento dell'ampiezza, l'ampiezza del segnale è modulata per rappresentare l'informazione. Viene chiamato il tipo più semplice di modulazione tasto on-off, dove il segnale portante è attivato per rappresentare un 1 e spento per rappresentare uno 0.

Nel digitando lo spostamento di frequenza, la frequenza dell'onda è modulata mentre, in key shift di fase, la fase dell'onda è modulata. Modulazione di ampiezza in quadratura è un tipo di modulazione in cui sia l'ampiezza sia la fase sono entrambe modulate, e poiché esistono diverse combinazioni, questo tipo di modulazione può rappresentare molti valori diversi per il segnale.

A differenza della modulazione analogica, nella modulazione digitale l'onda portante viene modificata a intervalli di tempo specifici. Poiché la modulazione digitale può trasmettere solo valori specificati, l'informazione non è tecnicamente perfetta quanto la versione originale (la gente spesso si riferisce a questo come a "bassa fedeltà" al segnale originale). Tuttavia, è più facile isolare il rumore dai segnali digitali. Il multiplexing (inviare diversi segnali usando lo stesso mezzo) è anche più facile quando la modulazione è digitale.

Differenza tra modulazione analogica e digitale

Valori ammessi

Modulazione analogica: Un segnale modulato analogico può rappresentare qualsiasi valore all'interno di un intervallo.

Modulazione digitale: Un segnale modulato digitalmente può rappresentare solo una serie di valori discreti.

Variazione con il tempo

Modulazione analogica: La modulazione analogica può produrre un segnale che trasmette informazioni che cambiano continuamente.

Modulazione digitale: La modulazione digitale produce un segnale il cui valore cambia a intervalli di tempo specifici.

Separazione del rumore

Modulazione analogica: È difficile separare il segnale dal rumore nella modulazione analogica.

Modulazione digitale: Nella modulazione digitale, il segnale può essere facilmente separato dal rumore.

Cortesia dell'immagine

"L'illustrazione della modulazione di ampiezza (AM) che raffigura il confronto tra segnale di informazione, segnale portante e segnale AM." Di Ivan Akira (Opera propria) [CC BY-SA 3.0], tramite Wikimedia Commons

"L'illustrazione della modulazione di frequenza (FM) che raffigura il confronto tra segnale di informazione, segnale portante e segnale FM." Di Ivan Akira (Opera propria) [CC BY-SA 3.0], tramite Wikimedia Commons

"L'illustrazione della modulazione di fase (PM) che raffigura il confronto tra segnale di informazione, segnale portante e segnale PM." Di Ivan Akira (Opera propria) [CC BY-SA 3.0], tramite Wikimedia Commons