O’zbekiston respublikasi raqamli texnologiyalari vazirligi muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari farg’ona filiali

Laboratoriya topshiriqlari
1. Raqamli signallarni uzatishda FSK modulyator ishini tadqiq qilish.
2. FSK signalini modulyatorning turli fuksional bog‘lamalarda shakllanish jarayonlarini o‘rganish.
Nazorat savollari

1. Raqamli modulyatsiyalangan signallarning qanday turlari mavjud? Ularning farqi nimada?

2. FSK modulyatsiyaning mohiyati nimadan iborat? FSK signalning matematik ko‘rinishini keltiring.
3. FSK signalning vaqt diagrammasini chizing.
4. Ikkita AM signalni yig‘indisi bo‘yicha FSK signalni hosil qilishni tushuntiring. Bu holat uchun FSK signalini matematik ko‘rinishini keltiring.
5. FSK modulyatorning strukturaviy sxemasini chizing. Modulyator ishlash prinsipi va uning ayrim funksional bog‘lamalar vazifalarini tushuntiring.

Savolarga javoblar.

5. 
   Raqamli modulyatsiyalangan signallarning qanday turlari mavjud? Ularning farqi nimada?
   
   • 
     Amplituda modulyatsiyasi (Amplitude Shift Keying - ASK): Bu usulda, modulyatsiya o‘qimining chet elon qilingan holatidan foydalaniladi. Agar o‘qim holatida yuqori amplitudaga ega bo‘lgan sinxron signal bo‘lsa, modulyatsiya o‘qimi 1 ga, pastki amplitudaga ega bo‘lgan sinxron signal bo‘lsa, modulyatsiya o‘qimi 0 ga tenglashadi.
     

• 
  Frekvensiya modulyatsiyasi (Frequency Shift Keying - FSK): Bu usulda, modulyatsiya o‘qimining sinxron signalning frekvensiyasidan foydalaniladi. Bitta o‘qim uchun sinxron signalning bir xil va boshqa bir xil frekvenslarga ega bo‘lgan variantlari mavjud. Birinchi holatda, modulyatsiya o‘qimi 1 ga, ikkinchi holatda esa modulyatsiya o‘qimi 0 ga tenglashadi.
  

• 
  Fazani modulyatsiyasi (Phase Shift Keying - PSK): Bu usulda, modulyatsiya o‘qimining sinxron signalning fazasidan foydalaniladi. Agar sinxron signal fazasi 0 darajaga teng bo‘lsa, modulyatsiya o‘qimi 1 ga, 180 darajaga teng bo‘lsa modulyatsiya o‘qimi 0 ga tenglashadi.
  

Ularning farqi shundaki, ASK da modulyatsiya o‘qimining amplitudasi o‘zgartiriladi, FSK da sinxron signalning frekvensiyasi va PSK da sinxron signalning faza o‘zgartiriladi.

6. 
   FSK modulyatsiyaning mohiyati nimadan iborat? FSK signalning matematik ko‘rinishini keltiring.
   

FSK (Frequency Shift Keying) modulyatsiya, o‘z ichiga ma’lum bir axvolning frekvensiyasini (chopiq soni) o‘zgartirish orqali ma’lum bir xabar ko‘rsatish usuli hisoblanadi. Bu usulda, har bir axvolning o‘ziga xos bir chopiq soni mavjud bo‘lib, xabar yuborish jarayonida, chopiq soni o‘zgarishi yordamida xabarning ifodasidagi kirish va chiqish kattaligi o‘zgaradi.

Matematik ko‘rinish bilan FSK signal quyidagicha ifodalay oladi:

s(t) = A * sin(2πf1t), 0 < t < T/2

s(t) = A * sin(2πf2t), T/2 < t < T

Bu yerda A - amplituda (ignal kuchini o‘lchov birligi), f1 va f2 - ikki ta chopiq soni, T - to‘liq vazifa davri. FSK signalning birinchi va ikkinchi yarimligi har xil chopiq sonlarga ega bo‘lgani sababli, saytdan saytga va qurilma-dasturlardan qurilma-dasturga kelib chiqishi mumkin bo‘lgan ma’lumotlar uchun hamaynquinligi bilan ishlatiladi.

3-FSK signalning vaqt diagrammasini chizing.

FSK signalning vaqt martaqlikdiagrammasi quyidagi ko'rinishda chiziladi:

| ______ ______

| / \ / \
| / \ / \
|______/ \___/ \__
| t0 t1 t2 t3
Bu diagramma FSK signalning o'zgaruvchan chopiq sonlaridan foydalanishini namoyish etadi. Yuqoridagi diagrammada, ikki ta chopiq soni mavjud (f1 va f2), t0 dan t1 gacha chopiq soni f1 bo'lgan birinchi yorligi ko'rsatadi, to'liq vazifa davri T ni hisobga olgan holda, t1 dan t2 gacha chopiq soni f2 bo'lgan ikkinchi yorligi ko'rsatadi va ma'lumotlar uchun kerakli muddat tugaganida, t2 dan t3 gacha chopiq soni qayta f1 ga o'tadi.

Shuningdek, har bir chopiq soni davom etishi uchun belgilangan vaqt intervali (t1-t0 va t3-t2) o'zaro teng bo'lishi kerak. Bu usulda, birinchi chopiq sonining hajmi foydaning kelishiga bog'liq bo'lib, ikkinchi chopiq sonining hajmi esa yo'nalishni aniqlashga xizmat qiladi.

4-Ikkita AM signalni yig‘indisi bo‘yicha FSK signalni hosil qilishni tushuntiring. Bu holat uchun FSK signalini matematik ko‘rinishini keltiring.

Ikkita AM (Amplitude Modulated) signalni yig'indisi bo'yicha FSK (Frequency Shift Keying) signalni hosil qilish uchun, ikki ta AM signalni har xil chopiq soni mavjud bo'lgan FSK signalga aylantirish zarur. Buning uchun, birinchi AM signalning chopiq soni f1 ga, ikkinchi AM signalning chopiq soni esa f2 ga teng bo'lgan FSK signal hosil qilinishi kerak.

Matematik ko'rinishda, ikki ta AM signal quyidagicha ifodalay oladi:

s1(t) = A1 * cos(2πf1t + φ1)

s2(t) = A2 * cos(2πf2t + φ2)

Bu yerda A1 va A2 - ikki ta amplituda, f1 va f2 - ikki ta chopiq soni, φ1 va φ2 - ikki ta fazaning boshlanishi.

Ikkita AM signalni yig'indisi hisoblanishi uchun, ularning o'zaro yig'indisini olamiz:

s(t) = s1(t) + s2(t) = A1 * cos(2πf1t + φ1) + A2 * cos(2πf2t + φ2)

Keyinchalik, ushbu signalni FSK signalga aylantirish uchun, birinchi AM signalning chopiq soni f1 ga, ikkinchi AM signalning chopiq soni esa f2 ga teng bo'lgan FSK signal hosil qilamiz:

s(t) = A * sin(2πf1t), 0 < t < T/2

s(t) = A * sin(2πf2t), T/2 < t < T

Bu yerda A - FSK signalning amplitudasi va f1, f2 - AM signalning chopiq sonlari. Shunday qilib, ikkita AM signalni yig'indisi bo'yicha FSK signal hosil qilish mumkin.

5- FSK modulyatorning strukturaviy sxemasini chizing. Modulyator ishlash prinsipi va uning ayrim funksional bog‘lamalar vazifalarini tushuntiring.

FSK modulyatorning strukturaviy sxemasi quyidagicha ko'rsatiladi:

+---------+ +----------+

| | | |
+----+ Osc1 +---------+ LPF1 +------->
| | | | | F1
| +---------+ +----------+
|
| +---------+ +----------+
| | | | |
+----+ Osc2 +---------+ LPF2 +------->
| | | | F2
+---------+ +----------+

Bu sxema, FSK modulyatorning asosiy qismlarini namoyish etadi. FSK modulyator, ikki ta oskilyator va ikki ta pastga chetlangan filtrlardan (LPF) iborat bo'ladi. Bu bloklarning bir-biri bilan bog'lanishi chopiq sonlari o'zgartirib, ma'lumotlar uchun kerakli xabar tayyorlashda ishlatiladi.

Modulyator ishlash prinsipi quyidagicha:

Birinchi oskilyator f1 chopiq sonida ishlaydi, ikkinchi oskilyator esa f2 chopiq sonida ishlaydi.

AM sinalni modulyatsiya qiladigan usuldan foydalanib, ikkita signal tayyorlanadi: s1(t) = A1 * cos(2πf1t) va s2(t) = A2 * cos(2πf2t), bu yerda A1 va A2 - amplitudalari, f1 va f2 chopiq sonlari.
Modulyatsiya jarayonida, birinchi oskilyatordan chiqadigan s1(t) signal LPF1 orqali o'tadi, shu bilan birga, ikkinchi oskilyatordan chiqadigan s2(t) esa LPF2 orqali o'tadi.
LPF filtrlarining vazifasi chopiq signalning yuqori chastotalarini kesib olib, o'zaro bog'liqlikni kamaytirishdir.
LPF1 dan chiqadigan signal F1 taqiqlangan chopiq sonni ifodalaydi, LPF2 dan chiqadigan signal esa F2 taqiqlangan chopiq sonni