Elektrik-elektronik alanının en önemli başlıklarından biri haberleşme sistemleridir. Haberleşme, eski çağlardan bu yana insanların hayatının bir parçasıdır ve gelişen teknoloji ve değişen zamanla beraber bu alan teknolojinin de değişmez bir parçası haline gelmiştir. Günümüz dünyasında kullandığımız bir çok teknoloji, aslında haberleşme sistemlerinin öğelerini taşımaktadır. Bu sisteme örnek olarak en basitinden telefonlar düşünülebilir. Bulunduğumuz konumdan Dünya üzerinde bulunan her hangi bir kişiyle direk olarak görüşebiliyor ve bu konuda neredeyse hiç sıkıntı çekmiyoruz. Düşünüldüğü zaman, bu kadar uzak mesafede sesimizi nasıl iletebiliyoruz sorusu akıllara geliyor. Bunun cevabı modülasyon. Bu yazımızda haberleşme sistemlerinin önemli başlıklarından biri olan modülasyon kavramını incelemeye çalışacağız.
Sinyal
Haberleşme teknolojileri için en temel kavram bilgi sinyalidir. Bilgi sinyali iki ve ya daha fazla sistem arasında, iletilmesi istenen veridir. Bu veri ,ses, görüntü, ve ya sayısal veri olabilir. Verinin iletilmesi için kullanılan araca da sinyal diyebiliriz. Sinyaller iki başlık altında incelenebilir. Bunlardan birincisi analog sinyal, ikincisi ise dijital sinyaldir.
Analog sinyal, kesintisiz olan ve ani değişim göstermeyen, belli değer aralıklarında her türlü değeri alabilen sinyallerdir. Dijital sinyalleri analog sinyallerden ayıra en temel özellik , dijital sinyalin sadece belirli değerler alması denilebilir. Dijital sinyaller ikili veri tabanında çalışarak düşük(low) ve ya yüksek(high) değerleri alabilmektedir.
Bilgi sinyalini inceledikten sonra, önemli bir diğer kavram taşıyıcı sinyaldir. Adından anlaşılacağı üzere, taşıyıcı sinyal, alıcı ve verici istasyonlar arasında bilgi sinyalinin taşınmasını sağlayan sinyaldir. Giriş kısmında verilen örnekte bahsedildiği gibi, uzak mesafede iletişim için bilgi sinyalinin hasarsız ve hatasız bir şekilde iletilmesi amacıyla bir taşıyıcı sinyale ihtiyacı bulunmakta. Bu iki sinyalin ise, belirli tekniklerle birbiriyle senkronize edilmesi gerekmektedir. İşte bu kısımda devreye modülasyon teknikleri girmekte.
Modülasyon
Enerjisi düşük olan bilgi sinyalinin, uzak mesafelerde iletiminin sağlanması amacıyla güçlendirilerek bir taşıyıcı sinyal üzerine bindirilmesi işlemine modülasyon denmektedir. Modülasyon işleminde amaç, haberleşme mesafesine göre bilgi sinyalinin belirli tekniklerle güçlendirilerek iletiminin sağlanmasıdır. Bu amaçla, birbirinden farklı birkaç teknik kullanılmaktadır. Bu teknikler, frekans modülasyonu, genlik modülasyonu ve faz modülasyonudur.
Frekans Modülasyonu
Frekans, bir sinyalin saniyede yaptığı düzenli salınım sayısını ifade eden bir terimdir. Bu modülasyon tekniğinde, sinyali güçlendirmek için, bilgi sinyalinin genliğinde oynama yapmadan, güçlü bir taşıyıcı sinyal ile bilgi sinyalinin pozitif ve negatif kısımlarında ki durumuna göre frekans arttırılır ya da azaltılır. Bunu biraz daha anlamak açısından aşağıda görsel faydalı olacaktır.
Görselde ilk sinyal, bilgi sinyalini taşıyacak olan taşıyıcı sinyaldir. İkinci sinyal, iletilecek olan bilgi sinyalidir. Üçüncü sinyal ise modüle edilen sinyaldir. Bilgi sinyalinin negatif kısmında frekans azaltılarak modüle edilmiştir. Bilgi sinyalinin pozitif tarafında ise, frekans arttırılarak modülasyon sağlanmıştır. Bu teknik sonucunda taşıyıcı sinyal ile bilgi sinyali, başarılı bir modülasyon işlemi geçirmiş ve iletime hazır hale gelmiştir.
Frekans modülasyonunda, sinyal üzerine binen gürültü kesilebilir. Bu sayede ses kalitesi yüksektir. Tercih edilmesinin en önemli nedenlerinden biri bu avantajıdır. Aynı zamanda bu modülasyon tekniğinde yakalama etkisi bulunmaktadır. Yakalama etkisi, aynı frekansa sahip iki sinyalden çıkış gücü fazla olanın alıcı tarafından yakalanmasına denir. Bu etki, istenmeyen sinyallerin kolaylıkla yok edilmesini sağlar. Dezavantajları ise büyük bant genişliğinde çalışması ve pahalı olmasıdır.
Genlik Modülasyonu
Kullanılan en eski modülasyon tekniklerinden biridir. Bu modülasyon tekniğinde, bilgi sinyalinin durumuna göre genlik üzerinde değişikler yapılarak modülasyon sağlanır. Bilgi sinyalinin genliğinin azaldığı aralıkta taşıyıcı sinyalin genliği azaltılırken, genliğin arttığı tarafta taşıyıcı sinyalin genliği arttırılır. Bu işlemde, sinyallerin frekans ve faz değerlerinde hiçbir değişim yapılmaz. Bu modülasyon tekniğinde amaç, sinyalin çok uzak mesafelere iletimidir. Bu sebeple ses kalitesi düşüktür.
Faz Modülasyonu
Bu modülasyon tekniği, frekans modülasyon tekniğine çok benzer bir yapıya sahip. Bu sebeple dolaylı frekans modülasyonu olarak ta bilinmektedir. Uydu haberleşmesi ve kablosuz radyo haberleşme sistemlerinde beraber kullanılırlar. Faz modülasyonu birçok digital modülasyon çeşidinin de temelini oluşturmaktadır. Bu modülasyon tekniğinde taşıyıcı sinyalin fazı, bilgi sinyalinin değişen sinyal seviyesini takip edecek şekilde modüle edilir. Genlik ve taşıyıcı sinyalin frekansı sabit tutulur, ancak bilgi sinyalinin genliği değiştikçe, taşıyıcının fazı buna göre değişir.
Modüle edilmiş sinyal, iletime hazır hale geldikten sonra ortama bırakılır. Alıcı istasyon tarafından bu sinyalin yakalanmasının ardından, alıcı tarafında bu sinyale demodülasyon işlemi uygulanır ve taşıyıcı sinyal ile bilgi sinyali birbirinden ayırt edilir. Bu işlemin ardından alıcı taraf bilgi sinyalini elde etmiş ve haberleşme sağlanmış olur.
Kaynakça
mebep.meb.gov.tr
