Modulācija

Modulācija (latīņu: modulatio — 'ritmiskums, vienmērīgums') ir elektromagnētiskā viļņa parametru mainīšana. Galvenokārt modulācija tiek izmantota telekomunikācijās un tās mērķis ir pārveidot pārsūtāmo ziņu par signālu. Bez modulēšanas nav iespējamas ne telegrāfa, ne telefona, ne televīzijas pārraides. Sinusoidālam nesējam (nesējfrekvencei) iespējams modulēt 3 parametrus: amplitūdu, frekvenci un fāzi. Analogiem signāliem parasti lieto amplitūdas vai frekvences modulāciju, ciparsignāliem — fāzes modulāciju vai fāzes un amplitūdas modulācijas kombināciju, lai arī vēsturiski ir lietota arī frekvences modulācija.

Modulācijas veidi
Analogā modulācija
AM · SSB · FM · PM · QAM
Digitālā modulācija
OOK · FSK · ASK · PSK  · QAM · APSK · MSK · GMSK ·  · CPM · PPM · TCM · OFDM
Izplatīšanās spektrs
FHSS · DSSS

Modulācijas veidi

Analogā modulācija

Modulējamais signāls tiek modulēts ar nepārtrauktu signālu.

Ciparu modulācija

Modulējamais signāls tiek modulēts ar signālu(iem), kas pieņem tikai noteiktas, fiksētas vērtības.
Sakarā ar to ka modulētā signāla parametri mainās lēcienveidā, vārda "modulācija" vietā lieto vārdu "manipulācija".

Amplitūdas modulācija

Modulējošais signāls maina modulējamā signāla amplitūdu.

Vienas sānjoslas modulācija

Amplitūdas modulācijas rezultātā rodas divas sānjoslas, katra vienāda ar modulējošā signāla joslu, sānjoslas ir spoguļattēli viena otrai, tādēļ ir pietiekami pārraidīt tikai vienu sānjoslu, ietaupot radio resursus. Modulāciju, kurā rodas tikai viena sānjosla, sauc par vienas sānjoslas modulāciju. Vienas sānjoslas demodulācija ir ievērojami sarežģītāka, tādēļ plašsaziņas radioraidījumiem lieto parasto amplitūdas modulāciju.

Frekvences modulācija

Modulējošais signāls maina modulējamā signāla frekvenci.

Fāzes modulācija

Modulējošais signāls maina modulējamā signāla fāzi.

Radioviļņu modulācija

Radioviļņu modulācija ir nepieciešama, jo skaņas frekvences svārstības ir salīdzinoši lēnas svārstības, bet zemfrekvences (skaņas frekvences) elektromagnētiskie viļņi gandrīz nemaz netiek izstaroti, tādēļ ir nepieciešams iegūt augstfrekvences svārstības, kuras izstaro antena. Lai radiovilni varētu modulēt, vispirms skaņu ar mikrofonu pārveido maiņstrāvā ar tādu pašu frekvenci, kāda ir skaņai. Pēc tam šo maiņstrāvu pastiprina zemfrekvences (ZF) pastiprinātājā un pievada raidītāja modulatoram. Modulatorā maiņstrāvas frekvences maina amplitūdu vai frekvenci uz augstfrekvences (AF) svārstībām, kuras pastiprina augstfrekvences pastiprinātājā un no raidītāja pa kabeli (fideru) padod uz antenu. Antena modulēto augstfrekvences strāvu izstaro kā noteiktas frekvences radiovilni.

Raidījuma uztveršanai lieto uztverošo antenu, kurā tiek inducēta augstfrekvences maiņstrāva, ko padod uz radiouztvērēju. Uztvērējā vājā modulētā augstfrekvences maiņstrāva tiek pastiprināta un izdalītas vajadzīgās frekvences svārstības, kuras detektē ar detektoru, lai pārveidotu skaņas frekvences maiņstrāvā. To pastiprina zemfrekvences pastiprinātājā un pievada skaļrunim, lai uztverto raidījumu varētu klausīties.

Radio izmantotie modulācijas veidi

Skaņas signāls (augšā) tiek pārveidots par AM vai FM vilni

Radioviļņu modulēšanā izmanto galvenokārt divu veidu modulācijas:

• amplitūdas modulāciju (AM), kuru izmanto garajos, vidējos un īsajos viļņos
• frekvences modulāciju (FM), kuru lieto ultraīsviļņos

Modulācija modemos

Telefonu līniju modemiem lieto līdzīgus modulācijas veidus kā radio, tikai te nesējfrekvence ir pietiekoši zema, lai nebūtu vajadzīga starpfrekvence. Ātrumiem, sākot ar 9600 kb/s, nesējfrekvence ir 2400 Hz un tiek lietota amplitūdas un fāzes modulācijas kombinācija.