ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్ కీయింగ్ (FSK) వర్కింగ్ & అప్లికేషన్స్

ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్ కీయింగ్ చాలా ముఖ్యమైనది డిజిటల్ మాడ్యులేషన్ సాంకేతికత, మరియు దీనిని FSK అని కూడా పిలుస్తారు. ఒక సిగ్నల్ వ్యాప్తి, పౌన frequency పున్యం మరియు దశలను లక్షణంగా కలిగి ఉంటుంది. ప్రతి సిగ్నల్‌లో ఈ మూడు లక్షణాలు ఉంటాయి. సిగ్నల్ ప్రాపర్టీలో దేనినైనా పెంచడానికి మేము మాడ్యులేషన్ ప్రాసెస్ కోసం వెళ్ళవచ్చు. ఎందుకంటే వివిధ ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి మాడ్యులేషన్ టెక్నిక్ . వాటిలో కొన్ని ప్రయోజనాలు - యాంటెన్నా పరిమాణం తగ్గింది, సిగ్నల్స్ యొక్క మల్టీప్లెక్సింగ్ను నివారించండి, SNR ను తగ్గించండి, సుదూర కమ్యూనికేషన్ సాధ్యమవుతుంది. మొదలైనవి మాడ్యులేషన్ ప్రక్రియ యొక్క ముఖ్యమైన ప్రయోజనాలు. మేము క్యారియర్ సిగ్నల్ ప్రకారం ఇన్పుట్ బైనరీ సిగ్నల్ యొక్క వ్యాప్తిని మాడ్యులేట్ చేస్తే, అంటే యాంప్లిట్యూడ్ షిఫ్ట్ కీయింగ్ అని పిలుస్తారు. ఇక్కడ, ఈ వ్యాసంలో, ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్ కీయింగ్ మరియు ఎఫ్‌ఎస్‌కె మాడ్యులేషన్, డీమోడ్యులేషన్ ప్రాసెస్‌తో పాటు వాటి ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు ఏమిటో చర్చించబోతున్నాం.

ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్ కీయింగ్ అంటే ఏమిటి?

ఇది క్యారియర్ సిగ్నల్ ప్రకారం ఇన్పుట్ బైనరీ సిగ్నల్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ లక్షణాలను మార్చడం లేదా మెరుగుపరచడం అని నిర్వచించబడింది. ASK లోని ప్రధాన లోపాలలో వ్యాప్తి వైవిధ్యం. కాబట్టి, ఈ అడగడం మాడ్యులేషన్ టెక్నిక్ కారణంగా కొన్ని అనువర్తనాల్లో మాత్రమే ఉపయోగించబడుతుంది. మరియు దాని స్పెక్ట్రం శక్తి సామర్థ్యం కూడా తక్కువ. ఇది శక్తి వృధాకి దారితీస్తుంది. కాబట్టి ఈ లోపాలను అధిగమించడానికి ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్ కీయింగ్‌కు ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది. FSK ని బైనరీ అని కూడా అంటారు ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్ కీయింగ్ (బిఎఫ్‌ఎస్‌కె). దిగువ ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్ కీయింగ్ సిద్ధాంతం ఏమి జరుగుతుందో వివరిస్తుంది ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్ కీయింగ్ మాడ్యులేషన్ .

ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్ కీయింగ్ థియరీ

ఈ ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్ కీయింగ్ సిద్ధాంతం క్యారియర్ సిగ్నల్ ప్రకారం బైనరీ సిగ్నల్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ లక్షణాలు ఎలా మారిందో చూపిస్తుంది. FSK లో, బైనరీ సమాచారాన్ని ఫ్రీక్వెన్సీ మార్పులతో పాటు క్యారియర్ సిగ్నల్ ద్వారా ప్రసారం చేయవచ్చు. దిగువ రేఖాచిత్రం చూపిస్తుంది ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్ కీయింగ్ బ్లాక్ రేఖాచిత్రం .

FSK- బ్లాక్-రేఖాచిత్రం

FSK లో, FSK మాడ్యులేటెడ్ తరంగ రూపాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి రెండు క్యారియర్ సిగ్నల్స్ ఉపయోగించబడతాయి. దీని వెనుక కారణం, రెండు వేర్వేరు పౌన .పున్యాల పరంగా FSK మాడ్యులేటెడ్ సిగ్నల్స్ సూచించబడతాయి. పౌన encies పున్యాలను “మార్క్ ఫ్రీక్వెన్సీ” మరియు “స్పేస్-ఫ్రీక్వెన్సీ” అంటారు. మార్క్ ఫ్రీక్వెన్సీ లాజిక్ 1 ను సూచిస్తుంది మరియు స్పేస్-ఫ్రీక్వెన్సీ లాజిక్ 0 ను సూచిస్తుంది. ఈ రెండు క్యారియర్ సిగ్నల్స్ మధ్య ఒకే తేడా ఉంది, అనగా క్యారియర్ ఇన్పుట్ 1 క్యారియర్ ఇన్పుట్ 2 కన్నా ఎక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీని కలిగి ఉంది.

క్యారియర్ ఇన్పుట్ 1 = Ac Cos (2ωc + θ) t

క్యారియర్ ఇన్పుట్ 2 = Ac కాస్ (2ωc-θ) టి

2: 1 మల్టీప్లెక్సర్ యొక్క స్విచ్ (లు) FSK అవుట్పుట్ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ముఖ్యమైన పాత్రను కలిగి ఉంది. ఇక్కడ స్విచ్ బైనరీ ఇన్పుట్ సీక్వెన్స్ యొక్క అన్ని లాజిక్ 1 లకు క్యారియర్ ఇన్పుట్ 1 కి కనెక్ట్ చేయబడింది. ఇన్పుట్ బైనరీ సీక్వెన్స్ యొక్క అన్ని లాజిక్ 0 ల కోసం స్విచ్ (లు) క్యారియర్ ఇన్పుట్ 2 కి అనుసంధానించబడి ఉంది. కాబట్టి, ఫలిత FSK మాడ్యులేటెడ్ తరంగ రూపాలు మార్క్ పౌన encies పున్యాలు మరియు అంతరిక్ష పౌన .పున్యాలను కలిగి ఉంటాయి.

FSK- మాడ్యులేషన్-అవుట్పుట్-తరంగ రూపాలు

రిసీవర్ వైపు ఎఫ్‌ఎస్‌కె మాడ్యులేటెడ్ వేవ్‌ను ఎలా డీమోడ్యులేట్ చేయవచ్చో ఇప్పుడు చూద్దాం. డీమోడ్యులేషన్ మాడ్యులేటెడ్ సిగ్నల్ నుండి అసలు సిగ్నల్ను పునర్నిర్మించడం అని నిర్వచించబడింది. ఈ డీమోడ్యులేషన్ రెండు విధాలుగా సాధ్యమవుతుంది. వారు

• పొందికైన FSK గుర్తింపు
• కాని పొందికైన FSK గుర్తింపు

గుర్తించే పొందికైన మరియు పొందిక లేని మార్గం మధ్య ఉన్న తేడా ఏమిటంటే క్యారియర్ సిగ్నల్ యొక్క దశ. మేము ట్రాన్స్మిటర్ వైపు మరియు రిసీవర్ వైపు ఉపయోగిస్తున్న క్యారియర్ సిగ్నల్ ఒకే దశలో ఉంటే, డీమోడ్యులేషన్ ప్రక్రియ అనగా ఒక పొందికైన మార్గం గుర్తించడం మరియు దీనిని సింక్రోనస్ డిటెక్షన్ అని కూడా పిలుస్తారు. మేము ట్రాన్స్మిటర్ మరియు రిసీవర్ వైపు ఉపయోగిస్తున్న క్యారియర్ సిగ్నల్స్ ఒకే దశలో లేకపోతే, అటువంటి మాడ్యులేషన్ ప్రక్రియను నాన్-కోహెరెంట్ డిటెక్షన్ అని పిలుస్తారు. ఈ గుర్తింపుకు మరొక పేరు అసమకాలిక గుర్తింపు.

పొందికైన FSK డిటెక్షన్

ఈ సింక్రోనస్ ఎఫ్‌ఎస్‌కె డిటెక్షన్‌లో, రిసీవర్‌కు చేరేటప్పుడు మాడ్యులేటెడ్ వేవ్ శబ్దం ద్వారా ప్రభావితమైంది. కాబట్టి, ఈ శబ్దాన్ని ఉపయోగించకుండా తొలగించవచ్చు బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ (బిపిఎఫ్). ఇక్కడ గుణక దశలో, ధ్వనించే FSK మాడ్యులేటెడ్ సిగ్నల్ స్థానిక నుండి క్యారియర్ సిగ్నల్‌తో గుణించబడుతుంది ఓసిలేటర్ పరికరం. అప్పుడు ఫలిత సిగ్నల్ BPF నుండి వెళుతుంది. ఇక్కడ ఈ బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ బైనరీ ఇన్‌పుట్ సిగ్నల్ ఫ్రీక్వెన్సీకి సమానమైన ఫ్రీక్వెన్సీని కత్తిరించడానికి కేటాయించబడుతుంది. కాబట్టి అదే పౌన encies పున్యాలను నిర్ణయ పరికరానికి అనుమతించవచ్చు. ఇక్కడ ఈ నిర్ణయం పరికరం FSK మాడ్యులేటెడ్ తరంగ రూపాల స్థలం మరియు మార్క్ పౌన encies పున్యాల కోసం 0 మరియు 1 ఇస్తుంది.

పొందికైన- FSK- గుర్తింపు

కాని పొందికైన FSK డిటెక్షన్

మాడ్యులేటెడ్ FSK సిగ్నల్ బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ 1 మరియు 2 నుండి కట్ ఆఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీలతో ఫార్వార్డ్ చేయబడుతుంది మరియు స్థలం మరియు మార్క్ ఫ్రీక్వెన్సీలకు సమానం. కాబట్టి, అవాంఛిత సిగ్నల్ భాగాలను బిపిఎఫ్ నుండి తొలగించవచ్చు. మరియు సవరించిన FSK సిగ్నల్స్ రెండు ఎన్వలప్ డిటెక్టర్లకు ఇన్పుట్గా వర్తించబడతాయి. ఈ ఎన్వలప్ డిటెక్టర్ ఒక సర్క్యూట్ కలిగి ఉంది ఒక డయోడ్ (డి). ఎన్వలప్ డిటెక్టర్కు ఇన్పుట్ ఆధారంగా ఇది అవుట్పుట్ సిగ్నల్ను అందిస్తుంది. ఈ ఎన్వలప్ డిటెక్టర్ యాంప్లిట్యూడ్ డీమోడ్యులేషన్ ప్రక్రియలో ఉపయోగించబడుతుంది. దాని ఇన్పుట్ ఆధారంగా ఇది సిగ్నల్ ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు తరువాత అది ప్రవేశ పరికరానికి ఫార్వార్డ్ చేయబడుతుంది. ఈ ప్రవేశ పరికరం వేర్వేరు పౌన .పున్యాలకు లాజిక్ 1 మరియు 0 ను ఇస్తుంది. ఇది అసలు బైనరీ ఇన్పుట్ క్రమానికి సమానం. కాబట్టి, FSK జనరేషన్ మరియు డిటెక్షన్ ఈ విధంగా చేయవచ్చు. ఈ ప్రక్రియను తెలుసుకోవచ్చు ఫ్రీక్వెన్సీ-షిఫ్ట్ కీయింగ్ మాడ్యులేషన్ మరియు డీమోడ్యులేషన్ ప్రయోగం కూడా. ఈ FSK ప్రయోగంలో, FSK ను 555 టైమర్ IC ద్వారా ఉత్పత్తి చేయవచ్చు మరియు 565IC ద్వారా గుర్తించడం సాధ్యమవుతుంది దశ-లాక్ చేసిన లూప్ (PLL) .

నాన్-కోహెరెంట్- FSK- డిటెక్షన్

తక్కువ ఉన్నాయి ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్ కీయింగ్ ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు క్రింద ఇవ్వబడ్డాయి.

ప్రయోజనాలు

• సర్క్యూట్ నిర్మించడానికి సాధారణ ప్రక్రియ
• సున్నా వ్యాప్తి వైవిధ్యాలు
• అధిక డేటా రేటుకు మద్దతు ఇస్తుంది.
• లోపం యొక్క తక్కువ సంభావ్యత.
• అధిక SNR (శబ్ద నిష్పత్తికి సిగ్నల్).
• ASK కంటే ఎక్కువ శబ్దం రోగనిరోధక శక్తి
• FSK తో లోపం లేని రిసెప్షన్ సాధ్యమవుతుంది
• అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ రేడియో ప్రసారాలలో ఉపయోగపడుతుంది
• అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ కమ్యూనికేషన్లలో ఉత్తమం
• తక్కువ-వేగ డిజిటల్ అనువర్తనాలు

ప్రతికూలతలు

• దీనికి ASK మరియు PSK (దశ షిఫ్ట్ కీయింగ్) కంటే ఎక్కువ బ్యాండ్‌విడ్త్ అవసరం
• పెద్ద బ్యాండ్‌విడ్త్ అవసరం కారణంగా, ఈ FSK కి తక్కువ-వేగం మోడెమ్‌లలో మాత్రమే ఉపయోగించడానికి పరిమితులు ఉన్నాయి, ఇవి బిట్ రేటు 1200 బిట్స్ / సెకను.
• దశ షిఫ్ట్ కీయింగ్ కంటే AEGN ఛానెల్‌లో బిట్ లోపం రేటు తక్కువగా ఉంటుంది.

అందువలన, ది ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్ కీయింగ్ ఇన్పుట్ బైనరీ సిగ్నల్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ లక్షణాలను పెంచడానికి చక్కటి డిజిటల్ మాడ్యులేషన్ టెక్నిక్ ఒకటి. FSK మాడ్యులేషన్ టెక్నిక్ ద్వారా మేము కొన్ని డిజిటల్ అనువర్తనాలలో లోపం లేని కమ్యూనికేషన్‌ను సాధించగలము. కానీ ఈ FSK పరిమిత డేటా రేటును కలిగి ఉంది మరియు ఎక్కువ బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను వినియోగిస్తుంది QAM చేత అధిగమించబడుతుంది, దీనిని క్వాడ్రేచర్ యాంప్లిట్యూడ్ మాడ్యులేషన్ అంటారు. ఇది యాంప్లిట్యూడ్ మాడ్యులేషన్ మరియు ఫేజ్ మాడ్యులేషన్ కలయిక.