مدولاسیون یا تلفیق در مهندسی عبارت است از سوار کردن سیگنال اطلاعات (سیگنال باند پایه^∗ یا پیام) بر روی سیگنال معمولاً فرکانس بالاتری (سیگنال حامل^∗) به منظور افزایش برد سیگنال و بهره‌وری انتقال و استفاده بهتر از پهنای باند کانال. در مدولاسیون یکی از خواص سیگنال حامل (مثلاً دامنه، فرکانس، فاز یا …) با توجه به تغییرات سیگنال پیام تغییر داده می‌شوند. به طور کلی فرایند گنجاندن سیگنال حاوی اطلاعات در سیگنالی دیگر را مدولاسیون می نامند.همچنین اخذ سیگنال حاوی اطلاعات دمدولاسیون نام دارد.

ضرورت مدولاسیون

1. از پهنای باند استفاده‌ای بهینه شود و هر پیام در کانال خاصی قرار گیرد.
2. بر مسافت انتقال پیام – که در فرکانس‌های پایین کم است – افزوده شود.

اگر کانال مخابراتی شامل فضای آزاد باشد در این صورت برای انتشار و دریافت سیگنال آنتن‌هایی مورد نیاز است طول این آنتن‌ها متناسب با طول موج سیگنال فرستاده شده‌است. بسیاری از سیگنال‌های صوتی دارای مولفه فرکانسی ۱۰۰ هرتز یا پایین تر هستندکه در این صورت طول آنتن مورد نیاز چیزی حدود 3750km برای صدای انسان می باشد.اما اگر از مدولاسیون برای سوار کردن سیگنال بر روی یک فرکانس حامل مثلاً ۱۰۰Mhz استفاده کنیم در این صورت طول آنتن‌ها حدود یک متر خواهد بود.

انواع مدولاسیون

مدولاسیون انواع مختلفی دارد. همچنین مدولاسیون به انواع آنالوگ و دیجیتال هم تقسیم می‌شود. برای اشاره به مدولاسیون‌های دیجیتال بیشتر از اصطلاح کلیدزنی (Keying) استفاده می‌شود.

در مدولاسیون سیگنال فرکانس بالا (حامل) بر اساس سیگنال پیام تغییر داده می‌شود. سیگنال حامل خواص مختلفی دارد که می‌تواند بر اساس سیگنال پیام تغییر داده شوند و از این رو انواع مختلفی از مدولاسیون پدید می‌آید.

1. مدولاسیون دامنه (AM): سطح یا دامنهٔ سیگنال حامل بر اساس تغییرات سیگنال پیام تغییر داده می‌شود.
2. مدولاسیون فرکانس (FM): فرکانس سیگنال حامل بر اساس تغییرات سیگنال پیام تغییر داده می‌شود.
3. مدولاسیون فاز (PM): فاز سیگنال حامل بر اساس تغییرات سیگنال پیام تغییر داده می‌شود.
4. مدولاسیون تقسیم فرکانس عمود برهم(ofdm):پهنای باندبین چند زیرحامل که برهم عمودهستند تقسیم می شود.

روش های مدولاسیون علاوه بر آن که امکان گنجاندن اطلاعات را بر روی سیگنالی که انتشار موثرتری دارد فراهم می کند، این امکان را نیز می دهد که چند سیگنال دارای طیف همپوشان از طریق یک کانال انتقال یابند، این مفهوم را مالتی پلکس نام دارد.

فهرست مطالب:

مقدمه

انواع مدولاسیون

کوانتیزاسیون

سیستم باند پایه صوتی دیجیتال PCM

ساختار یک سیستم نمونه فرستنده PCM

ساختار یک سیستم نمونه گیرنده PCM

عوامل تاثیرگذار بر پهنای باند سیستم PCM

ارزیابی سیستم PCM

نمونه ای از کاربرد یک سیستم PCM

انواع شیوه های مدولاسیون دیجیتال

مدولاسیون دامنۀ دیجیتال ASK

پهنای باند مدولاسیون دامنۀ دیجیتال ASK

ارزیابی سیستم ASK

مدولاسیون فرکانس دیجیتال FSK

پهنای باند مدولاسیون دامنۀ دیجیتال FSK

مثال

کاربردهای متداول شیوه FSK

ارزیابی سیستم FSK

انواع هم خانواده های مدولاسیون FSK

مقایسه مدولاسیونهای ASK و FSK

مدولاسیون فاز دیجیتال PSK

پهنای باند مدولاسیون دامنۀ دیجیتال PSK

مثال

ویژگیهای BPSK

ارزیابی سیستم BPSK

شیوه های چندگانه مدولاسیون های دیجیتال

مدولاسیون های دیجیتال چندگانه

ASK-4

FSK-4

Quadrature-PSK

کاربردها و ویژگیهای QPSK

مدولاسیون های دیجیتال ترکیبی

QAM

صورت فلکی یا Constellation مدولاسیونهای ترکیبی

تاثیر غیر خطی بودن تقویت کننده بر QAM

کاربردها و ویژ گیهای QAM