אפנון
אִפְנוּן (באנגלית: Modulation) הוא פעולת העברת מידע על גבי גל נושא (בדרך כלל גל סינוס). הרכיב שמבצע את פעולת האפנון קרוי אפנן.
תוכן עניינים |
[עריכה] הצורך באפנון
אפנון אותות נדרש בתקשורת משתי סיבות עיקריות:
- לא ניתן להעביר כל אות באופן ישיר (דרך מוליך או כקרינה אלקטרומגנטית) משום שמכשירי השידור והקליטה רגישים רק לתחומי תדר מסוימים, וכמו כן התווך בו עובר האות אינו מעביר בצורה טובה את כל התדרים, ובפרט לא את תדר האפס. בעזרת אפנון ניתן לבצע הזזות בתדר ולעבוד בתדרים השונים מאלה שמכיל האות אותו אנו מעבירים.
- לאחר אפנון ניתן לבצע ריבוב תדרים ולהעביר אותות רבים בו זמנית מבלי שהם יפריעו זה לזה. לדוגמה, שידור תחנות רדיו רבות דרך האוויר או קיום שיחות טלפון רבות דרך אותה תשתית.
[עריכה] שיטות אפנון אנלוגיות
באפנון אותות אנלוגים, המידע המאפנן (הנקרא הגל הנישא) הוא אנלוגי, והגל הנושא גם הוא אנלוגי.
- AM - אפנון משרעת: האות הנישא הוא המשרעת המשתנה בזמן של גל סינוס.
- FM - אפנון תדר: האות הנישא מגדיר שינויים בתדר של גל סינוס.
- PM - אפנון מופע: האות הנישא מגדיר שינויים במופע של גל סינוס.
[עריכה] שיטות אפנון דיגיטליות
אפנון של מידע ספרתי נקרא בדרך כלל מִפתּוּחַ. באפנון דיגיטלי הגל הנושא האנלוגי מאופנן על ידי רצף של סיביות בשיטות שונות. השינויים בגל הנושא הם מתוך קבוצה קבועה של 2M אפשרויות (סימבולים) המייצגים צירופים שונים של M סיביות.
- ASK היא שיטה המשנה את עוצמת הגל-הנושא ע"מ לייצג נתונים דיגיטליים (בדומה ל-AM). המימוש הפשוט ביותר מעביר את הביט "1" כגל הנושא עצמו, ואת הביט "0" כהפסקה בגל הנושא. במימוש זה משתמשים חובבי הרדיו לשידור קוד מורס על ידי משדר פשוט ביותר המשדר גל נושא ממותג על ידי מפסק ידני - מפתח מורס. מימושים מורכבים יותר מייצגים צירופים שונים של ביטים על ידי עוצמות שונות של הגל הנושא. (ככל שיש שימוש ביותר רמות-עוצמה של הגל הנושא - עולה הסיכוי לשגיאה בתקשורת).
- FSK היא שיטה המייצגת ביטים באמצעות שינויים בדידים בתדר של הגל הנושא, כאשר כל שינוי בתדר מייצג ביט או צירוף מסוים של ביטים.
- PSK היא שיטה המייצגת ביטים באמצעות שינויים בדידים במופע של הגל הנושא, כאשר כל שינוי מייצג ביט או צירוף מסוים של ביטים.
- QAM היא שיטה המשתמשת בשני גלים-נושאים, שביניהם יש הפרש פאזה של 90o. כל אחד מהגלים הנ"ל משנה את עוצמתו ומופעו ע"מ לייצג צירופים שונים של ביטים. השימוש ב-QAM יכול להיות אנלוגי, במובן ששינויי העוצמה לכל גל-נושא הם רציפים. אפשרות אחרת היא QAM בדיד, שבו ישנן מספר אפשרויות קבועות לעוצמות לכל גל נושא.
[עריכה] גילוי
על מנת לחלץ את האות המקורי מהגל הנקלט, דרוש תהליך ההפוך לתהליך האפנון הקרוי גילוי (Demodulation). לכל שיטת אפנון יש שיטת גילוי המתאימה לה. לדוגמה, שיטת הגילוי הבסיסית לאפנון המשרעת נקראת עקיבת מעטפת. היא מתבססת על דיודה כמיישר זרם, ומעגל RC הנותן תגובה דועכת אקספוננציאלית. התוצאה היא דעיכה אחרי כל מקסימום של הגל הנושא, הדומה למעטפת הגל המאופנן שהיא האות המקורי.
