Dnes komunikácia je srdcom technológie. Komunikácia sa uskutočňuje cez vysielač a prijímač prostredníctvom signálov. Tieto signály prenášajú informácie prostredníctvom modulácie. Pulzná amplitúdová modulácia je jedným z druhov modulačné techniky používané pri prenose signálu. Pulzná amplitúdová modulácia je najjednoduchšia forma modulácie. Je to metóda analógovo-digitálneho prevodu, pri ktorej sú informácie o správe zakódované v amplitúde série signálnych impulzov.
Pulzná amplitúdová modulácia
Pulzná amplitúdová modulácia je základná forma pulznej modulácie. Pri tejto modulácii sa signál vzorkuje v pravidelných intervaloch a každá vzorka sa robí úmerná amplitúde modulačného signálu. Predtým, ako podrobne preštudujeme PAM, oboznámime sa s pojmami modulácie.
Čo je to modulácia?
Modulácia je proces zmeny charakteristík nosného signálu, ako je amplitúda, frekvencia a šírka atď. Je to proces pridávania informácií k nosnému signálu. Nosný signál je stabilný tvar vlny s konštantnou amplitúdou a frekvenciou.
Modulácia
Modulácia sa zvyčajne aplikuje na elektromagnetické signály, ako sú rádiové laserové a optické signály. Zvukové, obrazové, obrazové a textové údaje sa pridávajú do nosného signálu na prenos cez telekomunikácie .
Typy modulácie
Modulácia je rozdelená do dvoch typov v závislosti od typu signálu.
- Spojitá vlnová modulácia
- Pulzná modulácia
Kontinuálna vlnová modulácia a pulzná modulácia sú ďalej kategorizované, ako je uvedené nižšie.
Typy modulácií
Spojitá vlnová modulácia
V spojitej vlnovej modulácii sa signál používa ako nosný signál, ktorý moduluje signál správy. Existujú tri parametre, ktoré možno zmeniť, aby sa dosiahla modulácia, a to frekvencia, amplitúda a fáza. Existujú teda tri typy modulácií.
- Amplitúdová modulácia
- Frekvenčná modulácia
- Fázová modulácia
Typy analógovej modulácie
Pulzná modulácia
Pulzná modulácia je technika, pri ktorej sa signál prenáša s informáciou pomocou impulzov. Toto je rozdelené na analógovú pulznú moduláciu a digitálnu pulznú moduláciu.
Analógová impulzná modulácia je klasifikovaná ako
- Pulzná amplitúdová modulácia (PAM)
- Pulzná šírková modulácia (PWM)
- Pulzná pozičná modulácia (PPM)
Digitálna modulácia je klasifikovaná ako
- Pulzná kódová modulácia
- Delta modulácia
Pulzná amplitúdová modulácia
Pulzná amplitúdová modulácia je technika, pri ktorej je amplitúda každého impulzu riadená okamžitou amplitúdou modulačného signálu. Je to modulačný systém, v ktorom sa signál vzorkuje v pravidelných intervaloch a každá vzorka sa robí úmerná amplitúde signálu v okamihu vzorkovania. Táto technika prenáša údaje kódovaním v amplitúde série signálnych impulzov.
Signál pulznej amplitúdovej modulácie
Existujú dva typy vzorkovacích techník na prenos signálu pomocou PAM. Oni sú:
- Plochý top PAM
- Prírodné PAM
Plochý horný PAM: Amplitúda každého impulzu je priamo úmerná amplitúde modulačného signálu v čase výskytu impulzu. Amplitúdu signálu nie je možné meniť vzhľadom na analógový signál, ktorý sa má vzorkovať. Vrcholy amplitúdy zostávajú ploché.
Plochý top PAM
Prírodné PAM: Amplitúda každého impulzu je priamo úmerná amplitúde modulačného signálu v čase výskytu impulzu. Potom nasleduje amplitúda impulzu po zvyšok polcyklu.
Prírodné PAM
Návrh obvodu pulznej amplitúdovej modulácie
PAM je generovaný z čistého sínusového modulačného signálu a generátora štvorcových vĺn, ktorý vytvára nosný impulz a PAM modulátorový obvod.
Používa sa generátor sínusových vĺn, ktorý je založený na Obvod Wien Bridge Oscillator . To môže na výstupe spôsobiť skreslenie s menšou sínusovou vlnou. Obvod je navrhnutý tak, aby bolo možné upraviť amplitúdu a frekvenciu oscilátora pomocou potenciometra.
Generátor sínusových vĺn
Frekvencia sa môže meniť zmenou potenciometra R2 a amplitúdy nastavenej pomocou potenciometra R. Frekvencia generovanej sínusovej vlny je daná vzťahom
F = 1 / (2π√R1R2C1C2)
Štvorcová vlna sa generuje pomocou astabilného obvodu založeného na operačnom zosilňovači. Operačný zosilňovač sa používa na zníženie zložitosti generovania obdĺžnikovej vlny. Čas zapnutia a čas vypnutia impulzu môžu byť totožné a frekvenciu je možné upraviť bez ich zmeny.
Generátor štvorcových vĺn
Časová perióda generovaných impulzov závisí od hodnoty odporu R a kapacity C. Perióda astabilného obvodu operačného zosilňovača je daná vzťahom
T = 2,2 RC
Typy PAM
Pulzná amplitúdová modulácia je rozdelená do dvoch typov
- Jedna polarita PAM
- Dvojitá polarita PAM
Jednopólová PAM je situácia, keď sa k signálu pridá vhodné pevné jednosmerné predpätie, aby sa zabezpečilo, že všetky impulzy sú pozitívne.
PAM s dvojitou polaritou je situácia, keď sú impulzy pozitívne aj negatívne.
Demodulácia PAM
Na demoduláciu PAM signálu sa privádza PAM signál dolnopriepustný filter . Nízkofrekvenčný filter eliminuje vysokofrekvenčné vlnenie a generuje demodulovaný signál. Tento signál sa potom aplikuje na invertujúci zosilňovač na zosilnenie jeho úrovne signálu, aby mal demodulovaný výstup s takmer rovnakou amplitúdou ako modulačný signál.
Demodulácia signálu PAM
Aplikácie PAM
- Používa sa v Ethernetová komunikácia .
- Používa sa v mnohých mikrokontroléroch na generovanie riadiacich signálov.
- Používa sa vo foto-biológii.
- Používa sa ako elektronický ovládač pre LED osvetlenie.
Výhody
- Je to jednoduchý proces pre moduláciu aj demoduláciu.
- Obvody vysielača a prijímača sú jednoduché a ľahko zostaviteľné.
- PAM môže generovať ďalšie signály modulácie impulzov a môže správu prenášať súčasne.
Nevýhody
- Šírka pásma by mala byť veľká pre prenosovú moduláciu PAM.
- Hluk bude skvelý.
- Signál amplitúdy impulzu sa líši, takže výkon potrebný na prenos bude väčší.
Tento článok je o modulácii amplitúdy impulzov. Ďalej za každú pomoc na Elektronické projekty alebo pochybnosti týkajúce sa tohto článku nás môžete kontaktovať komentovaním v sekcii komentárov uvedenej nižšie.
