مدولاتور چیست؟

مدولاتور و عمل مدولاسیون، در دنیای امروزی مخابرات، کاربرد وسیعی دارند. کاری که مدولاتور انجام می دهد، منتقل کردن سیگنال اطلاعات از یک مرکز به مرکزی دیگر است. درواقع اگر نیاز به انتقال سیگنال اطلاعاتی از مرکزی به مرکز دیگر باشد، پردازشگر مدولاتور، می تواند بسیار کمک کننده باشد.

اگر در هنگام انتقال سیگنال از مرکزی به مرکز دیگر، فرکانس پایین باشد، سیگنال ها ضعیف می شوند و کیفیت خود را از دست می دهند. عمل مدولاسیون توسط پردازشگرهایی که آن ها را مدولاتور می نامند، انجام می شوند تا انتقال سیگنال، راحت تر باشد.

مراکزی که مدولاتور میان آن ها کار واسطه گری را انجام می دهد، باند فرکانس اصلی و باند فرکانس بالاتر است. برای انجام این کار، سیگنال سینوسی حامل، یک سیگنال سینوسی با فرکانس بالا را ارسال می کند. در ابتدا مدولاتور، سیگنال x(t) که حاوی اطلاعات اصلی است، فرکانس، فاز و دامنه آن مدوله و یا تغییراتی در آن ایجاد می کند.

ادامه مطلب

پس از اینکه این فعالیت ها انجام شد، مدولاسیون PM ،FM و AM بدست می­آید. از طرفی، نوعی دیگر از مدولاسیون وجود دارد که مدولاتور در آن از حامل پالسی استفاده می­کند و این فرآیند را به اتمام می­رساند.

در بیشتر کارهای مخابراتی پس از انتقال اطلاعات، پردازشگرهای دیگری که دمدولاتور و یا آشکار ساز نامیده می­شود، اطلاعات را از سیگنال دریافتی بازیابی می­کند. همچنین از این فرآیند و سیستم برای مولتی پلکس کردن نیز استفاده می­شود که در ادامه به آن پرداخته می­شود.

ضرورت استفاده از مدولاتور

به دو دلیل عمده از مدولاتور استفاده می­شود. اولین علت، بهینه کردن پهنای باند استفاده شده است. در واقع، از پهنای باند بهینه استفاده می­شود و هر پیام در کانال خاص قرار می­گیرد. دومین علت نیز، مسافت انتقال پیام است. با توجه به اینکه امروزه بهینه کردن پهنای باند یکی از ضروری ترین موارد به شمار می رود، استفاده از مدولاتور روشی فوق العاده محسوب می شود.

اگر کانال مخابراتی برای ارسال و دریافت سیگنال آنتنی لازم باشد، طول آن باید با طول موج سیگنال متناسب باشد. بسیاری از سیگنال­های صوتی دارای فرکانسی تا حدود ۳ KHz یا پایین تر هستند که در این صورت طول آنتن باید ۵۰ کیلومتر باشد.

اما اگر از مدولاتور برای سوار کردن سیگنال بر روی یک موج حامل با فرکانس ۱۰۰  MHz استفاده کنیم، طول آنتن به ۲ متر خواهد رسید.

مدولاسیون چه انواعی دارد؟

همان طور که در بخش قبلی ذکر شد، مدولاسیون مدل­های مختلفی دارند. هر کدام از این انواع، دارای ویژگی های مختلفی هستند که سبب می شود تا تفاوت هایی اصلی میان آن ها آشکار شود. درواقع حتی در برخی مواقع، چند عمل مدولاسیون در کنار یکدیگر انجام می شوند.

همانطور که در ادامه می توانید بخوانید، انجام چند مدولاسیون سبب می شود تا خروجی نهایی، نسبت به ورودی اولیه بسیار متفاوت باشد.

انواع مدولاتور

در ادامه به ذکر برخی از انواع مدولاسیون می پردازیم که از پرکاربردترین آن ها به شمار می روند:

• مدولاسیون دامنه AM
• مدولاسیون فرکانس FM
• مدولاسیون فاز PM
• مدولاسیون QAM
• مدولاسیون SM
• مدولاسیون SSB

توضیح هر کدام از انواع مدولاسیون ها را می توانید در بخش زیر بخوانید و با جزئیات آن ها به طور کامل آشنا شوید:

مدولاسیون دامنه AM

در این نوع، دامنه سیگنال حامل بر اساس تغییرات سیگنال پیام تغییر داده می شود. این مدولاسیون یکی از روش‌های ارسال صوت به وسیله امواج رادیویی است. به طور کلی در این روش، سیگنالی را که قصد انتقالش را داریم، دامنه سیگنال دیگری را تغییر می دهد.

به عبارت دیگر، مدولاسیون دامنه روشی است که در ارتباطات الکترونیکی مورد استفاده قرار می­گیرد و معمولا برای انتقال اطلاعات موج حامل رادیویی به کار می­رود. در این روش همان طور که در بخش قبلی ذکر شد، با تغیر دامنه سیگنال، متناسب با اطلاعاتی که فرستاده می­شود، کار می­کند.

مدولاسیون فرکانس FM

فرکانس سیگنال حامل بر اساس تغییرات سیگنال پیام تغییر داده می‌شود. این مدولاسیون آنالوگ است. در روش AM در هنگام شب امواج دچار تداخل می‌شوند. اما در FM در مقابل تداخل مصونیت دارد. این روش در سال ۱۹۳۰ اختراع شد.

مدولاسیون تقسیم فرکانس عمود بر هم OFDM

پهنای باند بین چند زیرحامل که برهم عمود هستند تقسیم می شوند. به عبارت دیگر، یک تکنیک مدولاسیون است که بر اساس اصل انتقال همزمان n فرکانس متعامد است. این روش در انتقال اطلاعات با حجم زیاد مورد استفاده قرار می گیرد. در کارهایی نظیر خطوط دی اس ال، شبکه‌های محلی وای فای، وایمکس و دی وی بی استفاده می شود. از دیگر امتیازهای این روش، صرفه جویی در استفاده از پهنای باند است.

مولتی پلکس کردن سیگنال ها و کاربرد مدولاتور در آن چیست؟

زمانی از یک کانال بیش از یک سیگنال با طیف های مختلف روی هم افتاده را انتشار دهیم، عمل مولتی پلکس اتفاق می‌افتد. در مثال های متنوعی یک موج حامل سیگنال اطلاعات، پس از گذر از مدولاتور با دو موج دیگر خارج می شود. این بدان معنا است که یک موج توسط مدولاتور، تبدیل به دو موج می شود.

به طور کلی می توان گفت سیگنال بعد از گذر از مدولاتور عمل مدولاسیون دامنه و مدولاسیون فاز بر روی آن انجام شده است. این ها همگی سبب شده اند تا خروجی نسبت به ورودی کاملا متفاوت باشد. تمام این تغییرات در اثر دو عمل اصلی مدولاسیون دامنه و مدولاسیون فاز رخ داده اند که پیشتر درباره آن ها توضیح دادیم.

استفاده از مدولاتور و مدولاسیون آنالوگ در زندگی مدرن

شاید در موضوع مدولاسیون نام سرویس پخش را شنیده باشید. وظیفه سرویس پخش، پخش همگانی اعم از ارسال و انتشار صدا، تصویر و حتی هر دو مورد به تعداد زیادی از گیرنده‌­های رادیویی و تلوزیونی است.

این سرویس پخش کمک می کند تا ارتباطات به شکل گسترده تری انجام شوند و مدرن بودن آن ها نسبت به گذشته کاملا احساس شود. این تجهیزات سبب تفاوت بسیار زیادی میان گذشته و زمان حال شده اند.

اولین دستگاه پخش رادیویی در سال ۱۹۲۰ میلادی در ایالات متحده آمریکا شروع به کار کرد. سپس در سال ۲۰۰۳ تعداد ایستگاه‌­های تجاری افزاش یافتند و به ایستگاه AM به ۴۰۴۸ رسیدند.

با توجه به گذشت زمان حدودا ۱۰۰ ساله، این تجهیزات روز به روز پیشرفت کردند و توانستند بخش وسیعی را مورد توجه قرار دهند.

در ایستگاه­های رادیویی تجاری برای مدولاسیون دامنه، مجاز به استفاده از فرکانس‌­هایی در محدوده ۱۶۰۰-۵۰۰ KHz و برای FM مجاز به استفاده از ۱۰۸-۸۸  MHz هستند.

مدولاتور یک دستگاه کاربردی در کارهای مخابراتی

شاید در مجتمع ها و ساختمان ها دیده باشید که اهالی واحدها به تمامی دوربین های مدار بسته دسترسی دارند. حتی می توانند دوربین داخل آسانسور را ببینند. یکی از خواسته های افراد در هنگام نصب دوربین های مداربسته از پیمان کارها، اتصال آن ها به آنتن مرکزی است.
در واقع این اتصال به آن ها کمک می کند تا بتوانند بر محیط های بیشتری کنترل داشته باشند. با توجه به اتفاقات گسترده ای که ممکن است برای اهالی ساختمان یا یک منطقه اتفاق بیافتد، بهتر است هر یک از این تجهیزات نصب باشند.
برای انجام این کار، از دستگاه مبدل AV و RF یا به اصطلاح مدولاتور استفاده می‌شود. به عبارت دیگر مدولاتور دستگاهی است که تصویر دوربین مدار بسته را به آنتن مرکز منتقل می کند.

ادامه مطلب

با یک نگاه کلی می­توان فهمید که خروجی آنتن تلویزیون با دستگاه­های ضبط و پخش تصاویر مانند DVR بسیار متفاوت است و نمی­توان آن را به صورت جداگانه به آنتن مرکزی وصل نمود.

به همین دلیل واسطه­ای به نام مدولاتور استفاده می­شود. مدولاتور­ها در واقع مبدل بین خروجی دستگاه DVR به ورودی VHF و UHF است. بعضی از این مبدل­ها دارای خروجی­های زیادی هستند که امکان اتصال به خروجی VGA یا HDMI را هم به آنتن مرکزی فراهم می­کنند.

اتصال دوربین مدار بسته و آنتن مرکزی

اتصال دوربین مداربسته به آنتن مرکزی یکی از مهم ترین موضوعات در بخش آموزش برق ساختمان است و باعث می‌شود تا تمامی ساکنین ساختمان‌ها و آپارتمان‌ها بتوانند به راحتی مانند یک کانال تلویزیونی تصاویر ضبط شده توسط دوربین‌های مداربسته را به صورت 24 ساعته مشاهده کنند. بنابراین ترکیب سیستم دوربین مدار بسته با آنتن مرکزی می‌تواند مفید و سودمند باشد.

توضیح بیشتر

این کار شما را قادر می‌سازد، تا وقتی صدای زنگ درب خانه و واحد خود را شنیدید، به سرعت و به راحتی با عوض کردن کانال تلویزیون، چهره‌ی افراد غریبه را مشاهده کنید. این می‌تواند به شما در جلوگیری از ورود افراد غریبه به محیط ساختمان کمک کند و یا به شما امکان می‌دهد که بدون نیاز به بلند شدن از جای خود محیط بیرون ساختمان را بررسی کنید. برای افرادی که در اتاق خواب خود تلویزیون دارند، این فناوری می‌تواند بسیار مفید باشد.

برای اتصال دوربین مداربسته به آنتن مرکزی به چه وسیله‌ای نیاز است؟

دوربین مداربسته را به صورت مستقیم نمی‌توان به آنتن مرکزی متصل کرد و برای این کار نیاز به وسایلی به نام مدولاتور دارید. انواع مختلف مدولاتور در بازار است که هر کدام خصوصیات و قیمت‌های متفاوتی دارند. دو نوع مهم مدولاتورها، مدولاتورهای آنالوگ و دیجیتال هستند.

مدولاتور برای اتصال دوربین مداربسته به آنتن مرکزی چگونه باید نصب شود؟

هنگام اتصال دوربین مدار بسته به آنتن مرکزی، ابتدا باید آنتن مرکزی را به مدولاتور وصل کنید. چرا که سیگنال‌های آنتن مرکزی با دوربین مداربسته متفاوت است و از مدولاتور برای همسان سازی سیگنال‌ها استفاده می‌شود.  این آسان است که  آمپلی فایر یا اسپلیتر آنتن مرکزی تلویزیون در کنار یکدیگر نصب شوند ، اما برای جایی که تجهیزات دوربین مداربسته در مکان‌های مختلفی قرار دارند، به یک کابل اضافی برای نصب و راه اندازی درست تجهیزات سیستم دوربین مداربسته نیاز است.

به عنوان مثال ، اگر DVR  یا NVR دوربین مداربسته در سالن برای مانیتور کردن و یک تقویت کننده توزیع در سقف نصب شده باشد. آنتن مرکزی ابتدا باید به سالن سیم کشی شود، از طریق مدولاتور به دوربین مدار بسته متصل شود تا سیگنال ایجاد شده توسط دوربین مداربسته با سیگنال آنتن مرکزی ترکیب شود و سپس مجدداً به آمپلی فایر توزیع بازگردد تا تصویر از طریق تلویزیون به نمایش درآید .

برای اتصال دوربین مداربسته به آنتن مرکزی به چه نوع مدولاتوری نیاز است؟

همانطور که اشاره شد دو نوع مدولاتور وجود دارد، یکی آنالوگ و دیگری HD که خرید نوع آنالوگ ارزان تر و مقرون به صرفه تر است. چرا که آنتن‌های مرکزی تصاویر دوربین مداربسته را با کیفیت پایین برای تلویزیون‌ها به نمایش در می‌آورند و نیازی به خرید دستگاه‌های مدولاتور HD نیست.

یک مدولاتور آنالوگ شما را قادر می‌سازد تا کانال تلویزیونی آنالوگ را از منبع AV ایجاد کنید که معمولا ورودی و خروجی‌های SCART یا phono / RCA که هر دو نیز در سیستم آنالوگ هستند، در پشت آن وجود دارد. انتخاب نوع مدولاتور بستگی به ورودی‌های پشت  DVR یا NVR  دوربین مداربسته دارد. بیشتر دستگاه‌های DVR یا NVR  دوربین مدار بسته جدید دارای اتصالات HDMI  و RCA  (قرمز ، سفید ، زرد) هستند. اما ممکن است انواع دیگری از ورودی‌ها را نیز داشته باشند.

مراحل نصب مدولاتور:

برای اتصال مدولاتور باید ورودی آن را به خروجی تقویت کننده و ورودی تصویر DVR را به ورودی تصویر مدولاتور متصل شود. ورودی زرد مدولاتور برای نمایش فیلم و قرمز و سفید برای پخش صدا است، بنابراین به احتمال زیاد شما به آنها احتیاج نخواهید داشت اما اگر دوربین های مدار بسته شما میکروفون دارد، بنابراین می‌توانید برای شنیدن صدا ورودی سفید و قرمز مدولاتور را به خروجی صدا  DVR و خروجی صدای مدولاتور را به اسپلیتر نصب کنید. پس از اتصال ، باید دوربین مدار بسته را روی یک کانال UHF تنظیم کنید.