PHASE SHIFT KEYING (PSK)
FIRMAN FIRDAUS ALAMANTA
JTD-1B/10/1941160022
Phase-shift keying (PSK) adalah proses modulasi digital yang menyampaikan data dengan mengubah (memodulasi) fase sinyal referensi frekuensi konstan (gelombang pembawa). Modulasi dilakukan dengan memvariasikan input sinus dan kosinus pada waktu yang tepat. Ini banyak digunakan untuk LAN nirkabel, RFID dan komunikasi Bluetooth.
Skema modulasi digital apa pun menggunakan sejumlah sinyal berbeda hingga mewakili data digital. PSK menggunakan sejumlah fase terbatas, masing-masing diberi pola digit biner yang unik. Biasanya, setiap fase mengkodekan jumlah bit yang sama. Setiap pola bit membentuk simbol yang diwakili oleh fase tertentu. Demodulator, yang dirancang khusus untuk set simbol yang digunakan oleh modulator, menentukan fase sinyal yang diterima dan memetakannya kembali ke simbol yang diwakilinya, sehingga memulihkan data asli. Ini mengharuskan penerima untuk dapat membandingkan fase sinyal yang diterima dengan sinyal referensi - sistem seperti ini disebut koheren (dan disebut sebagai CPSK).
CPSK memerlukan demodulator yang rumit, karena harus mengekstrak gelombang referensi dari sinyal yang diterima dan melacaknya, untuk membandingkan setiap sampel. Atau, pergeseran fase dari setiap simbol yang dikirim dapat diukur sehubungan dengan fase dari simbol sebelumnya yang dikirim. Karena simbol dikodekan dalam perbedaan fase antara sampel berturut-turut, ini disebut pengalihan fase diferensial (DPSK). DPSK dapat secara signifikan lebih mudah diimplementasikan daripada PSK biasa, karena ini adalah skema 'non-koheren', yaitu tidak ada kebutuhan untuk demodulator untuk melacak gelombang referensi. Sebuah trade-off adalah bahwa ia memiliki lebih banyak kesalahan demodulasi.
v PSK terdiri dari dua jenis, tergantung pada fase sinyal digeser. Mereka adalah :
1) Keying Shift Biner Fase (BPSK)
Ini juga disebut sebagai 2 fase PSK atau Phase Reversal Keying. Dalam teknik ini, pembawa gelombang sinus mengambil dua pembalikan fase seperti 0 ° dan 180 °. BPSK pada dasarnya adalah skema modulasi Double Side Band Suppressed Carrier (DSBSC), untuk pesan sebagai informasi digital.
· Modulator BPSK
Diagram blok Binary Phase Shift Keying terdiri dari modulator keseimbangan yang memiliki gelombang sinus pembawa sebagai satu input dan urutan biner sebagai input lainnya. Berikut ini adalah representasi diagram.
Modulasi BPSK dilakukan dengan menggunakan modulator keseimbangan, yang mengalikan dua sinyal yang diterapkan pada input. Untuk input biner nol, fase akan 0 ° dan untuk input tinggi, pembalikan fase 180 °. Berikut ini adalah representasi diagram dari output bentuk gelombang Modulasi BPSK bersama dengan input yang diberikan.
Output gelombang sinus dari modulator akan menjadi pembawa input langsung atau pembawa input bergeser 180 ° terbalik, yang merupakan fungsi dari sinyal data.
· Demodulator BPSK
Diagram blok demodulator BPSK terdiri dari mixer dengan rangkaian osilator lokal, filter bandpass, rangkaian detektor input dua. Diagramnya adalah sebagai berikut.
Dengan memulihkan sinyal pesan terbatas-band, dengan bantuan sirkuit mixer dan filter celah pita, tahap pertama demodulasi akan selesai. Sinyal pita dasar yang dibatasi pita diperoleh dan sinyal ini digunakan untuk membuat ulang bit stream pesan biner.
Pada tahap berikutnya dari demodulasi, laju jam bit diperlukan di sirkuit detektor untuk menghasilkan sinyal pesan biner asli. Jika laju bit adalah sub-kelipatan dari frekuensi pembawa, maka regenerasi clock bit disederhanakan. Untuk membuat sirkuit mudah dimengerti, sirkuit pengambilan keputusan juga dapat dimasukkan pada tahap 2 deteksi.
2) Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)
Ini adalah teknik penguncian fase pergeseran, di mana pembawa gelombang sinus mengambil empat pembalikan fase seperti 0 °, 90 °, 180 °, dan 270 °. Jika jenis teknik ini diperpanjang, PSK dapat dilakukan dengan delapan atau enam belas nilai juga, tergantung pada persyaratan.
Penguncian Pergeseran Fase Quadrature QPSK adalah variasi dari BPSK, dan juga merupakan skema modulasi DSBSC Pengangkut Saluran Samping Pita Sisi Ganda, yang mengirimkan dua bit informasi digital sekaligus, disebut bigits. Alih-alih konversi bit digital menjadi serangkaian stream digital, itu mengubah mereka menjadi pasangan bit. Ini mengurangi laju bit data menjadi setengah, yang memungkinkan ruang bagi pengguna lain.
· QPSK modulator
Modulator QPSK menggunakan bit-splitter, dua pengganda dengan osilator lokal, 2-bit serial to parallel converter, dan sirkuit musim panas. Berikut ini adalah diagram blok untuk hal yang sama.
Pada input modulator, bit sinyal sinyal pesan (yaitu, bit ke-2, bit ke-4, bit ke-6, dll.) Dan bit aneh (yaitu, bit ke-1, ke-3, ke-5, dll.) Dipisahkan oleh pembagi bit dan dikalikan dengan operator yang sama untuk menghasilkan BPSK aneh (disebut PSKI) dan bahkan BPSK (disebut PSKQ). Sinyal PSKQ bagaimanapun fase bergeser 90 ° sebelum dimodulasi.
Bentuk gelombang QPSK untuk input dua-bit adalah sebagai berikut, yang menunjukkan hasil termodulasi untuk instance berbeda dari input biner.
· Demodulator QPSK
Demodulator QPSK menggunakan dua sirkuit demodulator produk dengan osilator lokal, dua filter celah pita, dua sirkuit integrator, dan konverter paralel-serial 2-bit. Berikut ini adalah diagram untuk hal yang sama.
Kedua detektor produk pada input demodulator secara bersamaan mendemodulasi dua sinyal BPSK. Sepasang bit dipulihkan di sini dari data asli. Sinyal-sinyal ini setelah diproses, diteruskan ke konverter paralel ke serial.
3) Differential Phase Shift Keying (DPSK)
DPSK fase sinyal termodulasi digeser relatif terhadap elemen sinyal sebelumnya. Tidak ada sinyal referensi yang dipertimbangkan di sini. Fase sinyal mengikuti keadaan tinggi atau rendah dari elemen sebelumnya. Teknik DPSK ini tidak memerlukan osilator referensi.
Gambar berikut menunjukkan bentuk gelombang model DPSK.
Terlihat dari gambar di atas bahwa, jika bit data Rendah yaitu, 0, maka fase sinyal tidak terbalik, tetapi dilanjutkan seperti sebelumnya. Jika data adalah Tinggi yaitu, 1, maka fase sinyal dibalik, seperti dengan NRZI, balikkan pada 1 aformofdifferentialencoding.
Jika kita mengamati bentuk gelombang di atas, kita dapat mengatakan bahwa High state mewakili M dalam sinyal modulasi dan Low state mewakili W dalam sinyal modulasi.
· Modulator DPSK
DPSK adalah teknik BPSK, di mana tidak ada sinyal fase referensi. Di sini, sinyal yang ditransmisikan itu sendiri dapat digunakan sebagai sinyal referensi. Berikut ini adalah diagram Modulator DPSK.
DPSK mengkodekan dua sinyal yang berbeda, yaitu, pembawa dan sinyal modulasi dengan masing-masing pergeseran fasa 180 °. Input data serial diberikan ke gerbang XNOR dan output diumpankan kembali ke input lain melalui penundaan 1-bit. Output dari gerbang XNOR bersama dengan sinyal pembawa diberikan ke modulator keseimbangan, untuk menghasilkan sinyal termodulasi DPSK.
· Demodulator DPSK
Dalam demodulator DPSK, fase dari bit yang terbalik dibandingkan dengan fase dari bit sebelumnya. Berikut ini adalah diagram blok demodulator DPSK.
Dari gambar di atas, terbukti bahwa modulator keseimbangan diberikan sinyal DPSK bersama dengan penundaan input 1-bit. Sinyal itu dibuat untuk membatasi frekuensi yang lebih rendah dengan bantuan LPF. Kemudian dilewatkan ke sirkuit pembentuk, yang merupakan pembanding atau sirkuit pemicu Schmitt, untuk memulihkan data biner asli sebagai output.
Sumber :
