Modulaatio (elektroniikka)

Wikipedia

Modulointimenetelmät ovat keinoja lähettää tietoja siirtotien, esimerkiksi radioaaltojen tai kuparikaapelin välityksellä. Kaikissa todellisen maailman siirtoteissä pulssit käyttäytyvät eri tavalla riippuen pulssin taajuudesta ja siksi tieto on lähetettävä moduloituna tietylle taajuudelle (kantoaalto) tai sen läheisyyteen, jotta tieto saapuu vääristymättömänä perille.

Nykyään yhä useammin moduloitavat viestit ovat digitaalisia (erityisesti CW- ja PM-moduloinnit). Perinteisessä radiotekniikassa käytetään myös analogisia viestejä (erityisesti AM- ja FM-moduloinnit).

Yksinkertaisin modulointi on lähettää yhdellä ja samalla kantoaaltotaajuudella, ja välittää viesti katkomalla tätä kantoaaltoa (CW, Continuous Wave). Vanhin esimerkki on sähkötys Morsen aakkosilla, mutta tekniikkaa käytetään myös esimerkiksi tiedon välittämiseen Ethernet-verkossa tai valokaapelissa.

Amplitudimodulaatiossa (AM, Amplitude Modulation) viesti välitetään kantoaallon voimakkuuden vaihteluina. Tämä menetelmä on yksinkertainen, mutta hyvin herkkä häiriöille. Perinteiset (ei ns. ULA) radiolähetykset lähetetään AM-moduloituna. Amplitudimodulaation tuloksesta voidaan jättää pois myös kantoaalto tai jopa toinen moduloidun spektrin sivunauha (DSB-SC ja SSB).

Taajuusmodulaatiossa (FM, Frequency Modulation) kantoaallon taajuus vaihtelee tietyllä (kapealla) taajuusalueella. Viestin kulloinenkin arvo on kulloinenkin taajuus. Tämä menetelmä ei ole kovin herkkä häiriöille ja perinteiset ULA-radiolähetykset lähetetään FM-moduloituna. Ks. myös GMSK.

Vaihemodulointi (PM, Phase Modulation) on tekniikka, joka soveltuu erityisesti digitaalisen tiedon modulointiin. Tässä tekniikassa lähetetään yksi kantoaallon pulssi kerrallaan, ja seuraava pulssi lähetetään mahdollisesti hieman erivaiheisena (esimerkiksi 1/4 aaltoa myöhästytettynä). Viesti lähetetään näinä vaihesiirtoina. Vaihesiirto ei itse asiassa tule sellaisenaan siirtotiestä lävitse, vaan vaihesiirrot aiheuttavat kantoaallon lisäksi eritaajuisia häiriöitä siirtotielle (ks. FFT-muunnos). Vaihesiirrot ovat kuitenkin helppoja tuottaa ja ne ovat helppoja havaita kantoaallon lähellä olevien taajuuksien häiriöistä. PM-modulointia käytetään esimerkiksi GSM-verkon uudessa nopeassa EDGE-koodauksessa ja ADSL-modeemeissa. Ks. myös PSK, QAM.

Kaikkein uusimmat laajakaistaiset modulointimenetelmät voivat hyödyntää laajaa taajuuskaistaa yhtäaikaisesti. Tällä moduloinnilla on paljon sotilaallisia sovelluksia, sillä voi olla mahdotonta erottaa lähetystä kohinasta. Tällöin myös useat lähettäjät voivat lähettää yhtä aikaa eikä erillistä kanavanvarausta tarvita. Laajakaistaisia modulointimenetelmiä ovat CDMA (FHSS ja DSSS) ja UWB.