Одиннадцатый класс
  1. Механика  1.1. Динамика  1.1.1. Движение в одном измерении  1.1.2. Motion in two and three dimensions  1.1.3. Перемещение и Расстояние  1.1.4. Скорость и вектор скорости  1.1.5. Ускорение и замедление  1.1.6. Графический анализ движения  1.1.7. Уравнения движения (расширенные выводы)  1.1.8. Свободное падение и терминальная скорость  1.1.9. Projectile motion  1.1.10. Относительная скорость в одномерном и двумерном пространстве  1.1.11. Motion of a car on an inclined plane  1.2. Dynamics  1.2.1. Законы движения Ньютона и их применения  1.2.2. Инерция и первый закон Ньютона  1.2.3. Force and types of force  1.2.4. Static and kinetic friction  1.2.5. Круговое движение и центростремительное ускорение  1.2.6. Неравномерное круговое движение  1.2.7. Банкинг дорог и кривых  1.2.8. Импульс и момент  1.2.9. Сохранение импульса в одномерной и двумерной пространстве  1.2.10. Применения третьего закона Ньютона  1.3. Работа, Энергия и Мощность  1.3.1. Работа, выполняемая постоянной и переменной силой  1.3.2. Теорема о работе и энергии  1.3.3. Кинетическая и потенциальная энергия  1.3.4. Гравитационная и упругая потенциальная энергия  1.3.5. Сохранение механической энергии  1.3.6. Мощность и мгновенная мощность  1.3.7. Эффективность машин  1.3.8. Работа, выполненная консервативными и неконсервативными силами  1.4. Вращательное движение  1.4.1. Крутящий момент и угловое ускорение  1.4.2. Равновесие вращения  1.4.3. Момент инерции и его применения  1.4.4. Угловой момент и его сохранение  1.4.5. Kinetic energy of rolling motion and rotation  1.4.6. Теорема параллельных и перпендикулярных осей  1.4.7. Динамика вращательного движения
  2. Гравитационная сила  2.1. Универсальное тяготение  2.1.1. Newton's law of universal gravitation  2.1.2. Гравитационное поле и потенциал  2.1.3. Изменение ускорения из-за гравитации  2.1.4. Kepler's laws of planetary motion  2.1.5. Orbital mechanics and satellites  2.1.6. Скорость ухода и орбитальная скорость  2.1.7. Weightlessness and free fall  2.1.8. Gravitational potential energy and energy in orbits  2.1.9. Черные дыры и гравитационное линзирование
  3. Свойства вещества  3.1. Механика жидкости  3.1.1. Плотность и давление в жидкостях  3.1.2. Pascal's theory and applications  3.1.3. Принцип Архимеда и плавучесть  3.1.4. Уравнение Бернулли и его применения  3.1.5. Continuity equation and the Venturi effect  3.1.6. Surface tension and capillarity  3.1.7. Вязкость и закон Пуазейля  3.1.8. Число Рейнольдса и турбулентность  3.2. Упругость и деформация  3.2.1. Hooke's law and the stress-strain relation  3.2.2. Модуль упругости и его применения  3.2.3. Deformation and yield strength of solids
  4. Thermal physics  4.1. Тепло и температура  4.1.1. Thermometric properties and temperature scale  4.1.2. Термическое расширение твердых тел, жидкостей и газов  4.1.3. Система теплообмена  4.1.4. Удельная теплоемкость и калориметрия  4.1.5. Скрытая теплота и фазовый переход  4.2. Кинетическая теория газов  4.2.1. Молекулярная модель газов  4.2.2. Кинетическое объяснение температуры  4.2.3. Уравнение идеального газа и отклонения  4.2.4. Mean free path and Maxwell–Boltzmann distribution  4.3. Законы термодинамики  4.3.1. Нулевой закон и тепловое равновесие  4.3.2. Первый закон и внутренняя энергия  4.3.3. The Second Law and Entropy  4.3.4. Цикл Карно и тепловые двигатели  4.3.5. Холодильники и тепловые насосы
  5. Волны и колебания  5.1. Простое гармоническое движение  5.1.1. Уравнения гармонических колебаний  5.1.2. Энергия в МГД  5.1.3. Damped and forced oscillations  5.1.4. Резонанс и приложения  5.1.5. Pendulum and spring-mass system  5.2. Волновое движение  5.2.1. Типы механических волн  5.2.2. Волновое движение и перенос энергии  5.2.3. Superposition Principle and Standing Waves  5.2.4. Reflection, Refraction and Diffraction  5.2.5. Эффект Доплера в звуке и свете  5.2.6. Pulsations and interference
  6. Electricity and Magnetism  6.1. Электростатика  6.1.1. Электрический заряд и его сохранение  6.1.2. Закон Кулона и его применение  6.1.3. Электрическое поле и электрический поток  6.1.4. Электрический потенциал и потенциальная энергия  6.1.5. Capacitance and Energy Stored in a Capacitor  6.2. Электрический ток  6.2.1. Закон Ома и электрическое сопротивление  6.2.2. Сопротивление и температурная зависимость  6.2.3. Законы Кирхгофа и анализ цепей  6.2.4. Электрическая мощность и эффективность  6.2.5. Combination of resistors  6.3. Magnetism and Electromagnetism  6.3.1. Магнитные поля и их источники  6.3.2. Магнитная сила на движущиеся заряды  6.3.3. Electromagnetic induction  6.3.4. Законы Фарадея и Ленца  6.3.5. Индуктивность и трансформатор  6.3.6. Переменный ток и его применение
  7. Оптика  7.1. Отражение и преломление  7.1.1. Законы отражения и преломления  7.1.2. Зеркала и линзы  7.1.3. Total internal reflection and optical fiber  7.2. Волновая оптика  7.2.1. Интерференция и дифракция  7.2.2. Двойной щелевой эксперимент Юнга  7.2.3. Поляризация света
  8. Modern Physics  8.1.1. Photoelectric effect and Einstein's theory  8.1.2. Двойственность волны и частицы  8.1.3. Heisenberg's uncertainty principle  8.1.4. Эффект Комптона  8.2. Atomic and Nuclear Physics  8.2.1. Атомная модель и уровни энергии  8.2.2. Радиоактивный распад и период полураспада  8.2.3. Ядерное деление и синтез
  9. Электроника и связь  9.1. Semiconductors  9.1.1. pn junction and diode  9.1.2. Транзисторы и логические элементы  9.1.3. Интегральные схемы и их применения  9.2. Communication Systems  9.2.1. Основы аналоговой и цифровой связи  9.2.2. Беспроводная и оптическая связь  9.2.3. Модуляция и демодуляция

Одиннадцатый класс → Электроника и связь → Communication Systems ↓


Модуляция и демодуляция


В мире систем связи эффективная и точная передача данных и информации на большие расстояния имеет первостепенное значение. Это особенно актуально с учетом распространения цифровых коммуникаций в современном мире. Одним из важнейших концепций, которые позволяют работать современным системам связи, является модуляция и демодуляция.

Понимание модуляции

Модуляция означает процесс изменения формы волны (называемой несущим сигналом) для кодирования информации из сигнала сообщения. Проще говоря, это способ, которым мы можем взять аналоговый сигнал голоса или цифровой сигнал данных и заставить его путешествовать по различным средам, таким как воздух, кабели или даже провода, и все равно восстанавливать его на другом конце.

Основной причиной использования модуляции в системах связи является обеспечение совместимости сигнала сообщения со средой, через которую он должен быть передан. Как правило, исходный сигнал сообщения не подходит для прямой передачи. Используя несущий сигнал, модуляция изменяет частоту сигнала сообщения на более высокую частоту, которая более удобна для передачи. Это помогает в:

  • Уменьшении размера антенны, необходимой для передачи.
  • Позволяет передавать несколько сигналов одновременно по одному каналу (мультиплексирование).
  • Улучшении качества сигнала и приемообработки за счет уменьшения шума и помех.

Типы модуляции

Амплитудная модуляция (AM)

В амплитудной модуляции амплитуда несущей волны меняется пропорционально сигналу сообщения.

Несущий сигнал AM сигнал

Частотная модуляция (FM)

Здесь частота несущей волны изменяется в соответствии с сигналом сообщения, в то время как его амплитуда остается постоянной.

FM сигнал

Фазовая модуляция (PM)

В этом типе фаза несущей волны изменяется в соответствии с моментальной амплитудой сигнала сообщения.

PM сигнал

Математика модуляции

Несущий сигнал обычно представляется как:

c(t) = Cc * cos(ωc * t + θ)

Здесь Cc — амплитуда, ωc — угловая частота, θ — фаза несущей волны.

При модуляции параметры этого несущего сигнала каким-либо образом изменяются сигналом сообщения m(t). Например, амплитудно-модулированный сигнал может быть представлен как:

u(t) = [Cc + m(t)] * cos(ωc * t)

Понимание демодуляции

Модуляция подготавливает сигнал для передачи, в то время как демодуляция — это обратный процесс извлечения исходного сигнала сообщения из модулированной несущей волны на приемной стороне. Это важно, поскольку приемник должен понимать значение переданного сигнала.

Техники демодуляции

Обнаружение амплитудно-модулированных (AM) сигналов

Простой способ демодулировать AM сигнал — использовать детектор огибающей, который состоит из диода, конденсатора и резистора. Это помогает восстановить исходную информацию из изменяющейся амплитуды.

Демодуляция частотно-модулированных (FM) сигналов

Демодуляция FM обычно выполняется с использованием частотного дискриминатора или систем с фазовой автоподстройкой частоты (PLL). Эти системы обнаруживают изменения в частоте и преобразуют их в соответствующие изменения напряжения.

Фазовая демодуляция

Фазовая демодуляция может быть реализована с помощью когерентных методов демодуляции, когда опорный сигнал синхронизируется с локальным генератором приемника.

Значение модуляции и демодуляции

Модуляция и демодуляция являются ключевыми компонентами в системах связи, которые берут сигналы, переносящие информацию, и способствуют их передаче на большие расстояния через радиоволны или другие среды. Они обеспечивают надежность данных к шуму и помехам и позволяют им эффективно путешествовать по различным средам без потери качества.

Заключение

В электронике и инженерии связи понимание модуляции и демодуляции является важным, так как они являются фундаментальными в таких различных областях, как радиовещание, передача телевизионных сигналов, спутниковая связь и сотовые сети. Понимая, как работают эти технологии, можно продолжать развитие инноваций в области технологий связи.


Одиннадцатый класс → 9.2.3


U
username
0%
завершено в Одиннадцатый класс

← Предыдущий (9.2.2)
Беспроводная и оптическая связь

Комментарии 



Модуляция и демодуляция

https://www.physicsflow.com/g11/9.2.3?pfal=ru