الهندسةهندسة الاتصالات

أساسيات تضمين الطور PM

اقرأ في هذا المقال
  • ما هو تضمين الطور PM؟
  • ما هي أساسيات تضمين الطور PM؟
  • مزايا PM
  • عيوب PM
  • تطبيقات PM
  • الفرق بين AM وFM وPM
  • أشكال تضمين الطور

يمكن أن يؤدي الاكتشاف المتسق في أنظمة إرسال الموجات الضوئية إلى تحسين حساسيات المُستقبل بمقدار “10-20 ديسيبل” فوق حساسيات الكشف المباشر، وفي أنظمة مفتاح إزاحة الطور “PSK” تكون المعلومات مؤثرة على طور المجال البصري بينما السعة ثابتة اسمياً، وستتأثر الموجة الضوئية ذات الطور “PM” مع عدم انتشار تعديل السعة في الألياف الضوئية سلباً بتشتت سرعة المجموعة في الألياف.

 

ما هو تضمين الطور PM؟

 

تضمين الطور “PM”: هو تغيير زاوية الموجة في الموجة الحاملة لنقل البيانات التماثلية أو الرقمية حيث بالنسبة للإشارات الرقمية يستخدم تعديل الطور على نطاق واسع بالتزامن مع تشكيل الاتساع “AM”، حيث يستخدم تعديل اتساع التربيع “QAM” كلاً من تعديل الطور والسعة لإنشاء حالات ثنائية مختلفة للإرسال، وهو نوع آخر من تعديل الزاوية يتم فيه تغيير طور الموجة الحاملة وفقاً لاتساع أي حجم إشارة الرسالة.

 

  • “PSK” هي اختصار لـ “Phase Shift Keying” و”QAM” هي اختصار لـ “Quadrature Amplitude Modulation”.

 

  • “AM” هي اختصار لـ “Amplitude modulation” و”PM” هي اختصار لـ “Phase modulation”.

 

ما هي أساسيات تضمين الطور PM؟

 

في تضمين الطور للإشارة التماثلية يكون تغيير الطور عبارة عن حركة مستمرة ذهاباً وإياباً، بينما في حالة الإشارة الرقمية يوجد تغيير مفاجئ في مرحلة إشارة الموجة الحاملة، ويُعرف تعديل الطور للإشارة الرقمية عموماً باسم مفتاح إزاحة الطور، وعملية تضمين الطور هي إلى حد ما نفس عملية تضمين التردد، وكلما كان هناك أي تفاوت في طور الإشارة الناقلة، فإنّ تردد الإشارة يظهر أيضاً تبايناً.

 

نظرية تضمين الطور:

 

في تضمين الطور يبقى اتساع إشارة الموجة الحاملة دون تغيير أثناء حدوث تغيير الطور، وبالتالي يمكن القول أنّه أثناء تعديل الطور لأي إشارة، فإنّ الطور وكذلك تردد إشارة الموجة الحاملة تُظهر تبايناً، ونوع من التعديل، حيث تتغير طور الموجة الحاملة استجابةً لإشارة، وتضمين الطور يشبه إلى حد بعيد تضمين التردد، وفي “FM” يتم تغيير تردد الناقل بواسطة الإشارة، وعندما يتغير تتغير مرحلته بالضرورة، ولكن في النهاية يكون التكرار فقط هو المهم.

 

في تضمين الطور يتغير تردد الموجة الحاملة بالضرورة كنتيجة لتغير الطور، ولكن فقط تغير الطور يقاس بواسطة مفكك الشفرة، كما تُستخدم اختلافات “PM” في مجموعة متنوعة من الاتصالات المتقدمة وأنظمة التشفير الرقمي، وعلى الرغم من أنّ لها مزايا وعيوب عند مقارنتها بـ “FM”، إلّا أنّ إحدى الميزات الرئيسية هي أنّه يمكن استخدام المذبذبات البلورية للحامل؛ لأنّه لا يحتاج إلى اختلاف كبير في التردد وتتطلب مذبذبات “FM” أنظمة تحكم في التردد معقدة نسبياً للحفاظ على الاستقرار.

 

مزايا PM:

 

  • الفائدة الرئيسية لتضمين الطور هي إنشاء مخطط الكتلة وسهل التنفيذ أيضاً.

 

  • من خلال تأثير دوبلر، يمكن العثور بسهولة على سرعة الهدف المعني وهذا يتطلب حاملاً ثابتاً يكون ممكناً أثناء وقت تضمين الطور، ولا تعمل هذه العملية في حالة تعديل التردد.

 

  • الميزة الفريدة الأخرى لتضمين الطور هي تعديل الإشارة، حيث تسمح بالاتصال عالي السرعة باستخدام نظام الهاتف.

 

  • عندما تكون البيانات قيد الإرسال دون أي تدخل، ويمكن ملاحظة معدل السرعة.

 

  • هذا النوع من التعديل يكاد يكون مرناً للضوضاء.

 

عيوب PM:

 

  • يتطلب هذا التضمين إشارتين للنظر في فرق الطور بين الإشارات، وكلا النهجين ضروريان حيث تعمل هذه كإشارة أو كمرجع.

 

  • بالمقارنة مع تقنيات تعديل “AM” و”FM”، تتطلب “FM” المزيد من معدات الأجهزة للبناء بسبب أساليب التحويل الخاصة بها.

 

  • قد يحدث عدم يقين في الطور عندما يكون نطاق مؤشر “pi” راديان للتضمين أكثر من “1800”.

 

  • من خلال معدات إضافية تسمى مضاعف التردد، يمكن زيادة مؤشر تضمين الطور.

 

ملاحظة: “FM” هي اختصار لـ “Frequency modulation”.

 

تطبيقات PM:

 

 

  • يتم استخدام تعديل الطور على نطاق واسع لنقل موجات الراديو التي تقف كدعم لمجموعة وفيرة من التقنيات اللاسلكية مثل تلك الخاصة بـ “GSM” والتلفاز الفضائي و”Wi-Fi“.

 

  • يتم استخدام تعديل الطور حتى في المركِّبات الرقمية لتوليد كل من الأشكال الموجية والإشارات، كما يتم استخدام هذا النوع من التوليد في المركِّبات الرقمية، مثل “DX7” في “Yamaha” لتطبيق تصنيع تضمين الطور، و”Casio CZ” لإنتاج الصوت الذي يُطلق عليه تشويه الطور.

 

ملاحظة: “GSM” هي اختصار لـ “Global System for Mobile”.

 

الفرق بين AM وFM وPM:

 

الميزة AM FM PM
الوظيفة يختلف اتساع الموجة الحاملة حسب السعة أو الجهد لإدخال إشارة التعديل. يختلف تردد الموجة الحاملة حسب جهد إدخال إشارة التعديل. يختلف طور الموجة الحاملة حسب جهد إدخال إشارة التعديل.
معلمة الناقل تردد الموجة الحاملة يبقى ثابتاً سعة الموجة الحاملة تبقى ثابتة سعة الموجة الحاملة تبقى ثابتة
الأنواع تشمل أنواع “AM DSB-SC” و”SSB” و”VSB”. تتضمن أنواع “FM” الرقمية “FSK” و”GFSK” و”Offset FSK”. تتضمن أنواع “PM” الرقمية “BPSK” و”QPSK” و”QAM” مزيج من أنواع تشكيل الاتساع والطور.

 

يؤدي تضمين طور الإشارة إلى تغيير الطور عمّا كانت عليه إذا لم يتم تطبيق التعديل، كما يتم تعديل سرعة الدوران حول الدائرة حول متوسط ​​القيمة، ولتحقيق ذلك من الضروري تغيير تردد الإشارة لفترة قصيرة، وعندما يتم تطبيق تعديل الطور على إشارة تحدث تغيرات في التردد، والطور والتردد مرتبطان بشكل لا ينفصل؛ لأنّ المرحلة هي جزء لا يتجزأ من التردد.

 

يمكن تغيير تضمين التردد إلى تضمين الطور ببساطة عن طريق إضافة شبكة “CR” إلى إشارة التضمين التي تدمج إشارة التضمين، وعلى هذا النحو فإنّ المعلومات المتعلقة بالنطاقات الجانبية وعرض النطاق وما شابه ذلك تنطبق أيضاً على تضمين الطور، كما هو الحال بالنسبة لتضمين التردد مع مراعاة علاقتها.

 

ملاحظة: “SSB” هي اختصار لـ “Single-sideband modulation” و”VSB” هي اختصار لـ “Vestigial Sideband Modulation”.

 

ملاحظة: “GFSK” هي اختصار لـ “Gaussian frequency shift keying” و”FSK” هي اختصار لـ “frequency shift keying”.

 

ملاحظة: “BPSK” هي اختصار لـ “Binary Phase Shift Keying” و”QPSK” هي اختصار لـ “Quadrature Phase Shift Keying”.

 

ملاحظة: “DSB-SC” هي اختصار لـ “Double-sideband suppressed-carrier transmission”.

 

أشكال تضمين الطور:

 

على الرغم من أنّ هذا النوع من التعديل يتم تنفيذه للإرسال التماثلي، إلّا أنّه يتم تطبيقه على نطاق واسع لأنواع التضمين الرقمية، حيث ينتقل بين زوايا الطور المختلفة، ويُطلق على هذا اسم مفتاح تغيير الطور “PSK”وتوجد أنواع كثيرة في هذا، وحتى أنّه يوجد نوع يتم فيه الجمع بين “PSK” وإدخال السعة ويسمى هذا النوع التربيعي بسعة التشكيل “QAM”، ومن طرق قفل تغيير الطور هي على النحو التالي:

 

  • مفتاح إزاحة الطور الثنائي “BPSK”.

 

  • نوع التربيع من مفتاح إزاحة الطور “QPSK”.

 

  • 8 نقطة من مفتاح التحول الطوري.

 

  • 16 نقطة من مفتاح التحول الطوري.

 

  • نوع الإزاحة من مفتاح تحول الطور.

 

هذه بعض الأنواع في تضمين الطور والتي يتم تطبيقها في الغالب في الاتصالات الراديوية، ومع تعزيز تقنيات الاتصالات الراديوية الحالية، تعتمد جميع هذه المنهجيات للانتقال بين المراحل المختلفة وبالتالي تلبية جميع المتطلبات والشروط.

المصدر
Introduction to Analog and Digital Communications/ Simon HaykinData Communication and Computer NetworkWIRELESS COMMUNICATIONS/ Andreas F. MolischTheory and Problems of Signals and Systems/ Hwei P. Hsu, Ph.D./ JOHN M. SENIOR Optical Fiber Communications Principles and Practice Third Edition

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى