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

Laboratoriya topshiriqlari
1. Raqamli signallarni uzatishda MSK modulyator ishini tadqiq qilish.
2. MSK signalini modulyatorning turli fuksional bog‘lamalarda shakllanish jarayonlarini o‘rganish.
Nazorat savollari
1. Kakim nedostatkom obladaet FSK signal qanday kamchiliklarga ega?
2. MSK modulyatorning strukturaviy sxemasini chizing. Modulyator ishlash prinsipini tushuntirib bering va uning ayrim funksional bog‘lanmalar vazifalarini aytib bering.
3. Chastotaviy manipulyatsiyalangan signallar uchun deviatsiya chastotasi qanday aniqlanadi?
4. MSK modulyatsiyasi qanday aloqa tizimlarida ishlatiladi?

Savolarga javoblar.

1. 
   Kakim nedostatkom obladaet FSK signal qanday kamchiliklarga ega?
   

FSK (Frequency Shift Keying) signalni ishlatishning bir necha kamchiliklari mavjud:

Sinfonislik: FSK signal yuqori chastotalardan iborat bo'lgani uchun, unda sinfonislik ko'payadi va boshqa signal turlari bilan o'zaro interferensiya ko'p paytli ro'y berishi mumkin.

Kanal boshoqligi: FSK-da foydalaniladigan ikki ta chopiq sonning orasidagi farq keng bo'lishi kerak, shuning uchun, kanal boshoqlikka qarshi xavfli bo'ladi. Ehtimol, FSK signalning uzluksiz spektri borligi sababli, uzoq masofalardan kelib chiqqan narsalarning yo'nalishini ham talashlashi mumkin.

Tizim ustuvorligi: FSK signalni olish uchun, qabul qiluvchi tizimda muximaniy ustuvorlik talab qilinadi. Chunki FSK-da modulyatsiya jarayonida ikki ta AM signal aylantirilgan holda FSK signal hosil qilinadi. Shuning uchun, tizimga qo'shilgan belgilangan chegaralar va filtrlar mutlaqo mos kelishi kerak.

Qavatning darajasi: FSK signalni uzatish uzoq masofalarda ziddiyatliroq bo'lishi mumkin. Chunki birinchi chopiq soni va ikkinchi chopiq soni orasidagi farq keng bo'lishi talab qilinadi va bu farq signal uzatishda yo'nalishga bog'liq xatoliklarga olib kelishi mumkin.

Bunday kamchiliklar bilan birgalikda, FSK signalning yuqori spektri va mos ustuvorlik talablari tizimni yuqori tezlikda ishlashga majbur qiladi. Bunda, kanal boshoqligini pastga olgan holda, FSK signalning nisbatan sodda strukturasi uning ishlatilishi uchun ko'p joyda foydali bo'lishini ta'minlaydi.

2. 
   MSK modulyatorning strukturaviy sxemasini chizing. Modulyator ishlash prinsipini tushuntirib bering va uning ayrim funksional bog‘lanmalar vazifalarini aytib bering.
   

MSK (Minimum Shift Keying) modulyatorning strukturaviy sxemasi quyidagicha ko'rsatiladi:

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

| | | |
+----+ Osc +---------+ LPF +------->
| | | | | F
| +---------+ +----------+
|
| +----------+
| | |
+----+ Integr +------->
| | Π/2
+----------+

Bu sxema, MSK modulyatorning asosiy qismlarini namoyish etadi. Modulyator, oskilyator, pastga chetlangan filtr va integratorlardan iborat bo'ladi. Bu bloklar, MSK signalni tayyorlashda ishlatiladi.

Modulyator ishlash prinsipi quyidagicha:

MSK modulyator, yuqori chastotadagi FSK signal bilan o'xshash bo'lgan modulatsiya usuli hisoblanadi.

MSK-da, FSK signaldan farq qiluvchi narsa, signalni tayyorlashda ishlatiladigan kosinysli fazani o'zgartirishdir, ya'ni hajmli uzunligi bir hil daraja kamaytirib, ular orasidagi farqni minimalga olib keladi.
MSK-da ishlatiladigan signalning hosil qilinishi uchun sinus va kosinus funksiyalari foydalaniladi. Shu uchun, modulyatorda ikki ta oskilyator ishlatiladi: birinchisi sinus xossalari yuqori chastotadagi f0 chopiq sonida, ikkinchisi esa kosinus xossalari uchun f0 va pi/2 fazoga ega chopiq sonida ishlaydi.
Modulatsiya jarayonida, hosil bo'lgan signal pastdagi LPFdan o'tadi, keyin esa integrator orqali o'tadi. Integratorning vazifasi, signalni ifodalaydigan fazaning o'zgarishini to'plashdir.
MSK modulyatorning ahamiyatli xususiyati, hosil bo'lgan signal fazasining faqatgina 90 daraja o'zgarishi emas, balki 180 darajaga o'zgarishi ham mumkin. Buning sababi, MSK-da integratorga qo'shilgan Π/2 xatolikni to'g'rilash uchun qurgan holda, integrator tizimiga Π/2 faktori qo'shiladi.
Bunday qilib, MSK modulyator, FSK-ga nisbatan minimal xatoliklar va yuqori spektral effektivlik bilan yoritiladi. Chopiq sonning uzunligi kamaytirilgan holda, MSK signalning ayrim funksional bog'lanmalar vazifasi, signalni ma'lumotlar uchun kerakli xabar tayyorlashda optimallashtirishni ta'minlashdir.

3. 
   Chastotaviy manipulyatsiyalangan signallar uchun deviatsiya chastotasi qanday aniqlanadi?
   

Chastotaviy manipulyatsiyalangan (FM) signal deviatsiya chastotasi, modulatsiya jarayonida hosil bo'lgan signalning yuqori va past chastotalari orasidagi farqni ifodalaydi. Deviatsiya chastotasi ya'ni Delta f, signalning boshqa bir qismini belgilash uchun ishlatiladi va Hertzda ifodalangan.

Deviasiyani aniqlash uchun quyidagi formuladan foydalanish mumkin:

∆f = k * A

Bu yerda k - deviatsiya chegarasini aniqlash uchun ishlatiladigan konstanta, A esa FM signal amplitudasi bo'ladi.

Deviatsiya chastotasining qiymati, signalning modulyatsiyasi bilan bog'liq, shuningdek, modulatsiya usulidan ham bog'liq bo'ladi.

4. 
   MSK modulyatsiyasi qanday aloqa tizimlarida ishlatiladi?
   

MSK (Minimum Shift Keying) modulyatsiyasi, aloqa tizimlarining bir necha sohalarida ishlatiladi. MSK, yuqori chastotadagi FSK (Frequency Shift Keying) sinaiga nisbatan minimal xatoliklar bilan ishlaydigan signalni hosil qiladi. Quyidagilar MSK modulyatsiyasini ishlatishning ba'zi misollarini ko'rsatadi:

Sotuv sistemalari: MSK modulyatsiyasi, sotuv tizimlari uchun juda mosdir, chunki u yuqori spektral effektivlik va kam harmonikali ega bo'ladi. Shuningdek, signalni olish va tarqatish tizimlarida minimal ustuvorlik talablari kerak.

Kommunikatsiya tizimlari: MSK, uy tarmoqlaridan universitet va korporativ tarmoqlariga qadar, kommunikatsiya tizimlarining bir qator sohalarida ishlatiladi. Bundan tashqari, MSK, radar tizimlari va GPS navigatsiyasi kabi boshqa sohalarda ham ishlatiladi.

Otomatizatsiya: MSK, ajoyib uzoqliklardagi avtomatlashtirilgan tizimlarda ham foydalaniladi. Bu tizimlarda ma'lumotlar, MSK signal tayyorlashida ishlatilgan minimal xatoliklar va yuqori spektral effektivlik saylab, to'g'ri qabul va tahlil qilinadi.

Taniqlik tizimlari: MSK, taniqlik tizimlarida ham foydalaniladi. Bu tizimlar, uydular yoki samolyotlardan kelib chiqqan xabarlar o'rtasida bir-biriga aloqada ishlatiladi.

MSK, FSK-ga nisbatan minimal xatoliklar bilan ishlaydigan ancha qulay modulyatsiya usuli hisoblanadi. Yuqori spektral effektivlik va minimal ustuvorlik talablari uchun shu usulning ko'p sohadagi sozlashlarida foydalaniladi. MSK modulyatsiyasi, telekomunikatsiya, radar, navigatsiya va boshqa sohalarda qo'llaniladi va bu sohalarining har birida mos kel