Φύλλο Εργασίας: Παρατήρηση Διαμορφώσεων ASK, FSK και PSK

Σκοπός

Αυτό το φύλλο εργασίας έχει στόχο να σας βοηθήσει να κατανοήσετε τις τρεις βασικές διαμορφώσεις (ASK, FSK, PSK) μέσω παρατήρησης της οπτικοποίησης του σήματος για κάθε διαμόρφωση.

Βήμα 1: Προετοιμασία

1. Ανοίξτε την εφαρμογή ASK_FSK_PSK_modulation_visualization οπτικοποίησης στον περιηγητή σας.
2. Στο πεδίο "Enter 8-bit Sequence", εισαγάγετε μια ακολουθία 8-bit (π.χ., 11001100).
3. Επιλέξτε έναν από τους τύπους διαμόρφωσης από το μενού: ASK, FSK ή PSK.

Βήμα 2: Παρατήρηση και Κατανόηση

Για κάθε τύπο διαμόρφωσης, παρατηρήστε το σήμα στον καμβά και απαντήστε στις ερωτήσεις.

Α. ASK (Amplitude Shift Keying)

1. Παρατήρηση Αποδοτικότητας Πλάτους:

• Πώς επηρεάζονται οι τιμές πλάτους για τα bit 1 και 0;
• Ποιο χρώμα χρησιμοποιείται για το σήμα ASK και πώς αυτό σας βοηθά να διακρίνετε τις αλλαγές πλάτους;

• Παρατηρήστε την αντιστοιχία μεταξύ του αρχικού ψηφιακού σήματος (ψηφιακοί παλμοί) και του σήματος ASK. Σε ποια σημεία βλέπετε ομοιότητες ή διαφορές;

• Σε ποιες περιπτώσεις θα ήταν χρήσιμη η χρήση της διαμόρφωσης ASK (π.χ., σε απλές μεταδόσεις σημάτων χαμηλής ενέργειας);

Β. FSK (Frequency Shift Keying)

1. Παρατήρηση Συχνότητας:

• Ποια είναι η κύρια διαφορά που παρατηρείτε στις συχνότητες για τα bit 1 και 0;
• Πώς μεταβάλλεται το σήμα κατά τη μετάβαση από το bit 1 στο bit 0;

• Ποιο στοιχείο πιστεύετε ότι κάνει τη FSK πιο κατάλληλη για εφαρμογές με θορυβώδη περιβάλλοντα σε σύγκριση με την ASK;

• Αναφέρετε μία εφαρμογή στην οποία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί η FSK και εξηγήστε γιατί αυτή η διαμόρφωση θα ήταν χρήσιμη.

Γ. PSK (Phase Shift Keying)

1. Παρατήρηση Φάσης:

• Περιγράψτε πώς η αλλαγή της φάσης του σήματος αντιπροσωπεύει την αλλαγή από το bit 1 στο bit 0.
• Πώς αυτή η φάση μπορεί να επηρεάσει την κατανόηση του σήματος σε ένα απομακρυσμένο δέκτη;

• Πώς η PSK διαμόρφωση διαφέρει από την ASK και την FSK όσον αφορά την ευαισθησία στον θόρυβο; Ποια πλεονεκτήματα προσφέρει η χρήση της φάσης για την κωδικοποίηση των bits;

• Αναφέρετε πώς η PSK μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές υψηλής ταχύτητας και δικτύωσης (π.χ., Wi-Fi). Γιατί η φάση είναι πιο αποτελεσματική για αυτές τις εφαρμογές;

Βήμα 3: Σύγκριση Διαμορφώσεων

Αφού παρατηρήσετε και κατανοήσετε κάθε τύπο διαμόρφωσης, απαντήστε στις παρακάτω ερωτήσεις σύγκρισης:

1. Ποια από τις διαμορφώσεις παρατήρησης σας φάνηκε πιο κατανοητή και γιατί;
2. Ποια πιστεύετε ότι είναι πιο ανθεκτική στον θόρυβο και τις παρεμβολές;
3. Ποια διαμόρφωση θεωρείτε πιο αποδοτική για μετάδοση δεδομένων σε μεγάλες αποστάσεις και γιατί;