DERS 1.
Merhaba arkadaşlar, bugün aldığım flaş kararla sizlere haberleşme 1 dersini kendi çapımda anlatmaya çalışacağım. İlk konumuz Modulation. Türkçeye Modülasyon diye çevirebiliriz ama internetteki diğer kaynaklarla tutarlı olması için yazının devamında konuyu Türkçe anlatıp terimlerin İngilizce adlarını kullanacağım. Yani modulation aşşağı, modulation yukarı gibi :)
MODULATION
Bundan sonra çok sık kullanacağımız için öncelikle bir tanımlama ile başlayalım. Modulation, düşük frekanstaki bir sinyali "bir şekilde" yüksek frekanslı bir sinyale çevirmektir. "Nasıl yani bir şekilde ya, bu yazar da bir şey bilmiyor ellaaam" diyorsanız büyük ihtimalle Yozgatlısınız... ellaam kelimesini en çok onlardan duydum da...Gelelim haklı sorunuzun cevabına: düşük frekanstaki bir sinyali yüksek frekanslı bir sinyale çevirmenin çeşitli yolları var ve yazının geri kalan bölümü zaten onlara ayrılmış durumda. Bir tanesi ile başlayalım.
1. AMPLITUDE MODULATION
Türkçesi genlik modülasyonu olan amplitude modulation daha çok şuralarda kullanılıyor tarzı geyik kısmı geçip direk işin arkasındaki mantığı anlatayım, zaten işin geyik kısmını başka birçok yerden bulabilirsiniz.
Şimdi göndermek istediğimiz sinyalimiz m(t) olsun. Yani atıyorum bir ses sinyali olabilir ve biz bu sinyali bir yere göndermek istiyoruz, hadi gönderelim o zaman diyemiyoruz. Sebebi şu: bu elimizdeki sinyal düşük bir frekansa sahip, dolayısıyla yüksek bir dalga boyuna sahip. Anten yapımında dalga boyu yüksek sinyaller için daha büyük anten boyu gerekmekte ve mühendisler şuana kadar m(t) leri direk göndermiş olsalardı çevremizde yüzlerce metre uzunluğunda antenler görüyor daha da kötüsü bazılarını taşıyor (yook artıık) olucaktık. Yani sorun belli: m(t) yi gönder ama yüksek bir frekansla gönder...
m(t) yi yüksek frekansla göndermek için kullanılan yollardan biri m(t) yi yüksek frekanslı bir sinyalle çarpmaktır (matematiksel çarpım tabi) ki buna amplitude modulation denir. Bu yüksek frekanslı sinyale carrier signal denir. Yani Türkçesi taşıyıcı sinyal. Örnek bir carrier signal : A*cos(2pi*fc*t)
Burada baştaki A dediğimiz şey carrier signal in büyüklüğü, fc carrier signal in yüksek frekansı, t ise zaman anlamına geliyor. Alttaki resimde en üstteki sinyal m(t), ortadaki carrier signal ,en alttaki de ikisinin çarpılmış hali, yani artık düşük boyutlu bir antenle gönderebileceğimiz sinyal. Gördüğünüz gibi m(t) sinyalimizin genlik özelliğini yitirmeden frekansını arttırmış olduk.
figüre 1: kim kimi çarpıyor :)
Peki m(t) ile A*cos(2pi*fc*t) i çarpınca ne oluyor. Time domain de pek belli olmasa da frequency domaine bakınca frekanstaki artış görülebilir. Bildiğiniz gibi time domainde basit bir çarpım işlemi frequency domainde convolution işlemine tekabül ediyor. Ozaman üstteki 2 sinyalin frequency domaindeki hallerine bakalım.
m(t)------------------->M(f) (nasıl geçtm frequency domaine şak diye 😛 )
Acos(2pi*fc*t) ---------------------> (1/2) *( delta(f-fc) + delta(f+fc)) Aşağıdaki resimden time domainden frequency domaine geçiş daha net görülebilir.
figüre 2: Aşağıdaki resim :)
M(f) ile üstte görünen delta fonksiyonlarının convolution' ları frequency 'de kayma ile sonuçlanacaktır. Alttaki resimde örnek bir M(f) için sonuç görülebilir.
figüre 3: Sıradan bir M(f) ve carrierle çarpılmış halinin frequency domaindeki hali
Evet gördüğünüz gibi mesaj sinyalimizin frekasnı + ve - yönde kaydı. Ve biz antenimizden bu kaymış sinyalleri gönderiyoruz. Eğer ikisini de gönderirsek buna double side band deniyor. Ama farkettiiğin üzere sinyaller simetrik ve ikisini de göndermek gereksiz, eğer sadece bir taraftakini gönderirseniz buna da single side band deniyor ve önceki duruma göre yarı yarıya enerji tasarrufu sağlıyoruz. Şimdi, aşağıdaki resim daha mantıklı gelebilir. Hatırlatmak açısından üstteki sinyal mesaj sinyali, ortadaki carrier, alttaki de sonuçtaki frekansı kaymış mesaj sinyali. Umarım faydalı olmuştur. Bir sonraki derste başka bir modulation tekniği olan frequency modulationu anlatacağım.