Modülasyon

İnsanlar ilk çağlardan beri bilgiyi iletmenin yollarını araştırmışlardır. Kızılderililerin dumanla gemicilerin bayrakla haberleşmeleri buna örnektir.
Uzaktan haberleşmeye Telekomünikasyon adı verilir. Enerjinin elektriksel olarak uzak mesefalere gönderilmesi işlemidir. Bilgi; hedefe ya iletim hatları ile ya da tel kullanmadan atmosfer içinde bir radyo hattı ile gönderilir.
Haberleşmede; bilgi elektrik enerjisine dönüştürülür ve böylece uzak mesafelere gönderilir. Hedefte elektrik enerjisi yeniden orijinal haline dönüştürülür. Burada bilgi; ses müzik görünen hareketli manzaralar hareketli veya hareketsiz resimlerdir.

Alçak frekanslı bilgi sinyallerinin yüksek frekanslı taşıyıcı sinyaller üzerine bindirilip uzak mesafelere gönderilmesi işlemine MODULASYON denir. Alçak frekanslı bilgi sinyalleri tek başına uzak mesafelere gidemezler. Yüksek frekanslı sinyaller ise az bir güçle uzak mesafelere gidebilirler. Bu nedenle taşıyıcı sinyaller hamal olarak kullanılırlar ve alçak frekanslı bilgi sinyalleri vericide modülasyon işlemine tabi tutularak taşıyıcı üzerine bindirilir.

Modülasyon işlemini gerçekleştirmek için iki sinyale ihtiyaç vardır: BİLGİ SİNYALİ ve TAŞIYICI SİNYALİ 'dir.
Alçak frekanslı bilgi sinyaline modüle eden modüle edici modülasyon sinyali gönderilecek sinyal alçak frekanslı (AF) sinyal adı da verilir.

Yüksek frekanslı taşıyıcı sinyaline modüle edilen RF (Radyo Frekans) sinyali hamal sinyal de denilebilir.
Modülasyon işleminde modüle eden sinyal bilgi sinyali modülasyona uğrayan veya modüle edilen sinyal ise taşıyıcı sinyalidir.

Modülasyona Neden İhtiyaç Duyulur?
Alçak frekanslı sinyaller doğrudan doğruya elektromanyetik dalgalar şeklinde yayınlanmazlar. Aşağıda sıralanan maddelerden dolayı alçak frekanslı sinyaller yüksek frekanslı taşıyıcı sinyaller üzerine bindirilir.

1. Alçak frekanslı bilgi sinyallerinin enerjileri uzak mesafelere gidecek kadar fazla değildir. Haberleşme için gerekli yayın mesafesini sağlamak için bilgi sinyali taşıyıcı üzerine bindirilir.

2. Eğer bir vericide modülasyon işlemi gerçekleştirilmeseydi yani bilgi sinyali taşıyıcı üzerine bindirilmeseydi bu vericinin kullanacağı anten boyu çok uzun olurdu. 20 Hz - 20 KHz ses frekans bandında çalışan bir verici anteninin fiziki uzunluğu çok büyük olurdu.
Örneğin; 3 KHz 'de yayın yapan bir vericinin kullanacağı anten boyunu bulalım.

Anten Boyu = Elektromanyetik dalganın boşlukta yayılma hızı / f = 300000 / f (KHz)

= 300000 / 3 = 100000 metre

Eğer vericide yarım dalga boyu anten kullanılıyorsa 100.000 / 2 = 50.000 m 'dir.

Bulunan 50 km 'lik uzunluk antenin elektriki uzunluğu olup fiziki uzunluk bundan % 5 daha kısadır. O halde antenin elektriki uzunluğu 50.000 m. % 95 = 47.500 metredir.

Buradan anlaşılacağı gibi bu kadar büyük bir antenin kurulması mümkün değildir.
Vericinin anten boyunu kısaltmak için modülasyon işlemi gerçekleştirilir yani bilgi sinyalleri taşıyıcı üzerine bindirilerek uzak mesafelere gönderilir.

3. 20 Hz - 20 KHz 'lik ses frekans bandının dar oluşu sabebiyle bu frekans bandına yerleştirilecek istasyon adedi sınırlıdır. Bu frekans bandında çalıştırılacak herhangi bir vericinin band genişliği 5-10 KHz arasında olacağı için ses frekans bandında birbirini etkilemeden çalışacak verici istasyon adedi birkaç taneyi geçmeyecektir.

Bu anlatılan sakıncalar nedeniyle modülasyon işlemi gerçekleştirilir. Bilgi sinyallerinin taşıyıcı sinyal üzerine bindirilmesiyle; bilgi sinyalleri uzak mesafelere gönderilebilir vericilerin kullanıldığı anten boyları kısalır RF (radyo frekans) bandı içine çok sayıda verici istasyonu birbirini etkilemeden uzak mesafe ile telsiz haberleşmesi sağlanır. Radyo frekans bandı 20 KHz. 'den 30000 MHz. 'e kadar olan frekansları kapsar.

Modülasyon Çeşitleri
Modülasyon işlemi sonunda taşıyıcı sinyalinin genliği frekansı ve fazı değişikliğe uğrar. Genel anlamda 3 çeşit modülasyon mevcuttur.

a) Genlik Modülasyonu (Amplitude Modulation A-M G-M
Taşıyıcı sinyal genliğinin bilgi sinyalinin frekans ve genliğine bağlı olarak değiştirilmesidir.

b) Frekans Modülasyonu (Frequency ModulationF-M):
Taşıyıcı sinyal frekansının bilgi sinyalinin frekans ve genliğine bağlı olarak değiştirilmesidir.
c) Faz Modülasyonu (Phase Modulation P-M):
Taşıyıcı sinyal fazının bilgi sinyalinin frekans ve genliğine bağlı olarak değiştirilmesidir. Endirekt F-M olarakta bilinir.