การกล้ำสัญญาณ

การกล้ำสัญญาณ () ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และ โทรคมนาคม การ (ควบ) กล้ำสัญญาณเป็นกระบวนการของการปรับเปลี่ยนลักษณะสมบัติอย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลาย ๆ อย่างของรูปสัญญาณคลื่นพาห์ (สัญญาณที่เป็นตัวขนส่งความถี่สูง) ด้วยสัญญาณข้อมูลที่จะถูกส่งผ่าน เช่น กระแสบิตดิจิตอล () หรือสัญญาณเสียงอนาล็อก การกล้ำสัญญาณรูปคลื่นไซน์จะแปลงสัญญาณข้อความ baseband เป็นสัญญาณ passband

โมดูเลเตอร์เป็นอุปกรณ์กล้ำสัญญาณ, demodulator (บางครั้งเรียกว่า demod) เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานตรงกันข้ามกับการกล้ำส้ญญาณ, โมเด็ม (จาก modulator-demodulator) สามารถทำงานได้ทั้งสองอย่าง

จุดมุ่งหมายของการกล้ำสัญญาณดิจิตอลคือการโอนย้ายกระแสบิตดิจิตอลผ่านช่อง bandpass แอนะล็อก ตัวอย่างเช่นผ่านทางเครือข่ายโทรศัพท์ (PSTN) (ที่ซึ่งตัวกรอง bandpass จะจำกัดช่วงความถี่ไว้ที่ 300-3400 Hz ซึ่งเป็นความถี่เสียงที่มนุษย์ได้ยิน) เช่น บริการ ADSL หรือ ผ่านทางแถบความถี่วิทยุที่มีอยู่อย่างจำกัด

จุดมุ่งหมายของการกล้ำสัญญาณอะนาล็อกคือการโอนย้ายสัญญาณแอนะล็อก baseband (หรือ lowpass) เช่น สัญญาณเสียงหรือสัญญาณทีวี ผ่านช่องทาง bandpass แบบอะนาล็อกที่ความถี่ที่แตกต่างกันเช่นในช่วงแถบความถี่วิทยุที่จำกัดหรือช่องทางเครือข่ายเคเบิลทีวี 

การกล้ำสัญญาณแอนะล็อกและดิจิตอลช่วยอำนวยความสะดวกในการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความถี่ () หรือ FDM ที่หลาย ๆ สัญญาณข้อมูลความถี่ต่ำที่ผ่านการกรองมาแล้วจะถูกโอนพร้อมกันผ่านทางสื่อทางกายภาพเดียวกันที่ใช้ร่วมกัน โดยการใช้ช่อง passband แยกจากกัน (หลายความถี่คลื่นพาหะที่แตกต่างกัน)

จุดมุ่งหมายของวิธีการกล้ำสัญญาณดิจิทัล baseband หรือที่เรียกว่า line coding ก็เพื่อที่จะถ่ายโอนกระแสบิตดิจิตอลผ่านช่องทางเบสแบนด์ โดยทั่วไปก็คือลวดทองแดงที่ไม่กรอง เช่นบัสแบบอนุกรมหรือสายแลน

จุดมุ่งหมายของวิธีกล้ำสัญญาณกระตุก () เพื่อที่จะถ่ายโอนสัญญาณอนาล็อกแบนด์แคบ เช่น สัญญาณเสียงพูดโทรศัพท์ ผ่านช่องสัญญาณ baseband แถบกว้าง หรือในบางรูปแบบส่งผ่านเหมือนเป็นกระแสบิตผ่านระบบการส่งผ่านดิจิตอลอื่น

ในตัวสังเคราะห์เพลง, การกล้ำสัญญาณอาจถูกใช้ในการสังเคราะห์รูปคลื่นต่าง ๆ ด้วยคลื่น ความถี่เสียงกว้างโดยการใช้ oscillator จำนวนน้อย ในกรณีนี้ความถี่คลื่นพาหะโดยทั่วไปจะ อยู่ในลำดับเดียวกันหรือต่ำกว่าสัญญาณที่มากล้ำมาก ๆ ดูตัวอย่าง  frequency modulation synthesis หรือ ring modulation synthesis

วิธีกล้ำส้ญญาณแอนะล็อก

ในการกล้ำสัญญาณแอนะล็อก การกล้ำจะถูกนำไปใช้อย่างต่อเนื่องเพื่อตอบสนองต่อสัญญาณข้อมูลแอนะล็อก  เทคนิคการกล้ำแบบแอนะล็อกที่พบบ่อย คือ
Amplitude Modulation (AM) (ความสูงคลื่นพาห์จะแปรไปตามความสูงของสัญญาณข้อมูล)
Double Sideband Modulation (DSB)
Double-sideband modulation with carrier ( DSB -WC ) ส่งคลื่นพาห์ไปด้วย  (ใช้ในการส่งกระจายเสียงวิทยุ AM)
Double-sideband suppressed-carrier transmission (DSB-SC) คลื่นพาห์ไม่ถูกส่งไปด้วย
Double-sideband reduced carrier transmission (DSB-RC) คลื่นพาห์ถูกลดขนาด
Single-sideband modulation ( SSB หรือ SSB - AM)
SSB with carrier ( SSB -WC )
SSB suppressed carrier modulation ( SSB -SC )
Vestigial sideband modulation ( VSB หรือ VSB - AM)
Quadrature amplitude modulation ( QAM )
Angle modulation, ซึ่งเป็นซองจดหมายที่คงที่โดยประมาณ
Frequency modulation ( FM ) (ความถี่ของสัญญาณคลื่นพาห์จะแปรตามความสูงของสัญญาณข้อมูล)
Phase modulation ( PM) (เฟสของสัญญาณคลื่นพาห์จะแปรตามความสูงของสัญญาณ ข้อมูล)

วิธีกล้ำสัญญาณดิจิทัล

ในการกล้ำสัญญาณดิจิตอล คลื่นพาห์แบบแอนะล็อกจะถูกกล้ำโดยสัญญาณที่ไม่ต่อเนื่อง วิธีการกล้ำดิจิตอลถือได้ว่าเป็นการแปลงดิจิตอลให้เป็นอะนาล็อก และ การ demodulation ที่สอดคล้องก็คือการแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิตอล การเปลี่ยนแปลงของสัญญาณคลื่นพาห์จะถูกเลือกจากจำนวนที่แน่นอนของสัญลักษณ์ () M (อักษรที่ถูกกล้ำ)


ตัวอย่างเช่น สายโทรศัพท์ถูกออกแบบมาสำหรับการถ่ายโอนเสียงออดิโอ เช่น โทนเสียง และไม่ใช่บิตดิจิตอล (ศูนย์กับหนึ่ง) อย่างไรก็ตามคอมพิวเตอร์อาจสื่อสารผ่านสายโทรศัพท์ด้วยวิธีการของโมเด็ม ซึ่งแทนบิตดิจิตอลด้วยโทนเสียงที่เรียกว่า สัญลักษณ์ ถ้ามีสี่สัญลักษณ์ (ตรงกับเครื่องดนตรีที่สามารถสร้างเสียงที่แตกต่างกันสี่อย่าง อย่างละครั้ง) สัญลักษณ์แรก อาจจะเป็นบิตลำดับ 00, ลำดับที่สองเป็น 01, ลำดับที่สามเป็น 10 และ ลำดับที่สี่เป็น 11 ถ้าโมเด็มเล่นเพลงประกอบด้วยอัตรา 1000 เสียงต่อวินาที อัตราสัญลักษณ์ก็จะมี 1000 สัญลักษณ์/วินาที หรือบอด เนื่องจากแต่ละโทนเสียง (เช่นสัญลักษณ์) หมายถึงข้อความที่ประกอบด้วยสองบิตดิจิตอลในตัวอย่างนี้ อัตราบิตจึงเป็นสองเท่าของอัตราสัญลักษณ์ นั่นคือ 2000 บิตต่อวินาที สิ่งนี้จะคล้ายกับเทคนิคที่ใช้โดยโมเด็ม dialup ซึ่งตรงข้ามกับโมเด็ม DSL

อ้างอิงถึงคำนิยามอันหนึ่งของสัญญาณดิจิตอล, สัญญาณที่ถูกกล้ำจะเป็นสัญญาณดิจิตอล และอ้างถึงข้อกำหนดอื่น การกล้ำเป็นรูปแบบของการแปลงดิจิตอลให้เป็นแอนะล็อก ตำรา ส่วนใหญ่จะพิจารณารูปแบบการกล้ำดิจิตอลว่าเป็นรูปแบบของการส่งผ่านดิจิตอล () ที่มีความหมายเหมือนกับการส่งผ่านข้อมูล (); น้อยมากที่จะพิจารณาว่ามันเป็นการส่งผ่านแบบแอนะล็อก ()

พื้นฐานวิธีการกล้ำสัญญาณดิจิทัล

พื้นฐานส่วนใหญ่ของเทคนิคการกล้ำดิจิตอลจะขึ้นอยู่กับ คีย์:
PSK (phase-shift keying): จำนวนแน่นอนของเฟสที่ใช้
FSK (frequency-shift keying): จำนวนแน่นอนของความถี่ที่ใช้
ASK (amplitude-shift keying): จำนวนแน่นอนของความสูงของคลื่นที่ใช้
QAM (quadrature amplitude modulation): จำนวนแน่นอนของอย่างน้อยสองเฟสและอย่างน้อยสองช่วงสูงของคลื่นที่ใช้

ใน QAM สัญญาณ inphase (หรือ I กับหนึ่งตัวอย่างที่เป็นรูปคลื่นโคไซน์) และ สัญญาณ quadrature phase อีกหนึ่งตัว (หรือ Q, กับอีกหนึ่งตัวอย่างเป็นคลื่นไซน์) จะเป็นการกล้ำแบบ AM ที่มีตัวเลขที่แน่นอนของความสูง แล้วนำมาบวกกัน มันจะสามารถเห็นได้ว่าเป็นระบบสองช่องทาง แต่ละช่องทางใช้ ASK ผลของสัญญาณที่ได้เทียบเท่ากับการรวมกันของ PSK และ ASK

ในทุกวิธีการข้างต้น แต่ละเฟสเหล่านี้ ความถี่หรือความสูงของคลื่นได้ถูกมอบหมายให้มีรูปแบบที่ไม่ซ้ำกันของบิตไบนารี โดยปกติ ในแต่ละเฟส ความถี่หรือความสูงจะเข้าระหัสเป็นจำนวนของบิตที่เท่ากันอันหนึ่ง ที่ประกอบด้วยสัญลักษณ์ที่เป็นตัวแทนจากเฟสใดเฟสหนึ่งที่เป็นความถี่หรือความสูง

ถ้าตัวอักษรประกอบด้วย  สัญลักษณ์ทางเลือก แต่ละสัญลักษณ์แทนหนึ่งข้อความ ที่ประกอบด้วย N บิต ถ้าอัตราสัญลักษณ์ (หรือเรียกว่าอัตราการรับส่งข้อมูล ()) เป็น  สัญลักษณ์/วินาที (หรือ บอด) อัตราการข้อมูลจะเป็น  บิต/วินาที

ตัวอย่างเช่น สำหรับตัวอักษรที่ประกอบด้วย 16 สัญลักษณ์ แต่ละสัญลักษณ์ถูกแทนค่าด้วย 4 บิต ดังนั้นอัตราข้อมูลจึงเป็นสี่เท่าของอัตราบอด

ในกรณีของ PSK, ASK หรือ QAM ที่ซึ่งความถี่คลื่นพาห์ของสัญญาณกล้ำจะเป็นค่าคงที่ ตัวอักษรที่ถูกกล้ำมักจะแสดงเพื่อความสะดวกบนแผนภาพ constellation diagram ที่แสดง ความสูงของสัญญาณ I ที่แกน x และความสูงของสัญญาณ Q ที่แกน y สำหรับแต่ละสัญลักษณ์

รายการของเทคนิคการกล้ำแบบดิจิทัลที่ใช้กันทั่วไป

Phase-shift keying (PSK):
Binary PSK (BPSK), using M=2 symbols
Quadrature PSK (QPSK), using M=4 symbols
8PSK, using M=8 symbols
16PSK, using M=16 symbols
Differential PSK (DPSK)
Differential QPSK (DQPSK)
Offset QPSK (OQPSK)
π/4–QPSK
Frequency-shift keying (FSK):
Audio frequency-shift keying (AFSK)
Multi-frequency shift keying (M-ary FSK or MFSK)
Dual-tone multi-frequency (DTMF)
Amplitude-shift keying (ASK)
On-off keying (OOK), รูปแบบทั่วไปของ ASK 
M-ary vestigial sideband modulation, for example 8VSB
Quadrature amplitude modulation (QAM) - ผสมกันของ PSK และ ASK:
Polar modulation เหมือน QAM ที่ผสมกันของ PSK และ ASK.
Continuous phase modulation (CPM) methods:
Minimum-shift keying (MSK)
Gaussian minimum-shift keying (GMSK)
Continuous-phase frequency-shift keying (CPFSK)
Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) modulation:
discrete multitone (DMT) - รวม adaptive modulation และ bit-loading
Wavelet modulation
Trellis coded modulation (TCM), หรือเรียกว่า trellis modulation
Spread-spectrum techniques:
Direct-sequence spread spectrum (DSSS)
Chirp spread spectrum (CSS) ตาม IEEE 802.15.4a CSS จะใช้ pseudo-stochastic coding
Frequency-hopping spread spectrum (FHSS) ใช้รูปแบบพิเศษสำหรับ channel release
SIM31 (SIM) New digital Mode SIM31 SIM63 tks SWL Tunisian

การกล้ำ baseband ดิจิตอลหรือการเข้ารหัสสาย 

คำว่า การกล้ำ baseband ดิจิตอล (หรือการส่ง baseband ดิจิตอล) หรือ line coding เป็นวิธีการถ่ายโอนกระแสบิตดิจิตอลผ่านช่อง baseband อนาล็อก (ช่อง lowpass) โดยใช้ขบวนของพั้ลส์ เช่นคือจำนวนที่ไม่ต่อเนื่องของหลายระดับสัญญาณ โดยการกล้ำแรงดันหรือกระแสในสายเคเบิลโดยตรง ตัวอย่างที่ใช้ทั่วไปคือ unipolar, non-return-to-zero (NRZ), แมนเชสเตอร์และเครื่องหมายอื่นผกผัน (AMI) codings

หมวดหมู่:คำศัพท์โทรทัศน์
หมวดหมู่:Telecommunications templates