Pulssiamplitudimodulaatio

Tänään viestintä on tekniikan ydin. Viestintä saavutetaan lähettimen ja vastaanottimen kautta signaalien kautta. Nämä signaalit kuljettavat informaatiota moduloinnin avulla. Pulssiamplitudimodulaatio on yksi niistä modulointitekniikat käytetään signaalinsiirrossa. Pulssiamplitudimodulaatio on yksinkertaisin modulaatiomuoto. Se on analogisesta digitaaliseen muuntomenetelmä, jossa sanomatiedot koodataan signaalipulssisarjan amplitudiin.

Pulssiamplitudimodulaatio

Pulssiamplitudimodulaatio on pulssimodulaation perusmuoto. Tässä moduloinnissa signaalista otetaan näytteet säännöllisin väliajoin ja kukin näyte tehdään verrannolliseksi moduloivan signaalin amplitudiin. Ennen kuin tutkimme yksityiskohtaisesti PAM: sta, voimme tietää moduloinnin käsitteet.

Mikä on modulointi?

Modulaatio on prosessi, jolla muutetaan kantoaaltosignaalin ominaisuuksia, kuten amplitudia, taajuutta ja leveyttä jne. Se on prosessi, jolla lisätään tietoa kantoaaltosignaaliin. Kantoaaltosignaali on vakaa aaltomuoto, jolla on vakio amplitudi ja taajuus.

Modulaatio

Modulaatiota sovelletaan yleensä sähkömagneettisiin signaaleihin, kuten radiolaseriin ja optisiin signaaleihin. Ääni-, video-, kuva- ja tekstidata lisätään kantoaaltosignaaliin lähetystä varten televiestinnän kautta .

Modulaation tyypit

Modulaatio luokitellaan kahteen tyyppiin signaalin tyypistä riippuen.

• Jatkuva-aaltomodulaatio
• Pulssimodulaatio

Jatkuva-aaltomodulaatio ja pulssimodulaatio luokitellaan edelleen alla olevan kuvan mukaisesti.

Modulaatioiden tyypit

Jatkuva-aaltomodulaatio

Jatkuvassa aaltomodulaatiossa signaalia käytetään kantosignaalina, joka moduloi sanomasignaalia. Modulaation saavuttamiseksi voidaan muuttaa kolmea parametria, nimittäin taajuus, amplitudi ja vaihe. Siten modulaatioita on kolme tyyppiä.

1. Amplitudimodulaatio
2. Taajuusmodulaatio
3. Vaihemodulaatio

Analogisen modulaation tyypit

Pulssimodulaatio

Pulssimodulaatio on tekniikka, jossa signaali lähetetään informaation kanssa pulsseilla. Tämä on jaettu analogiseen pulssimodulaatioon ja digitaaliseen pulssimodulaatioon.

Analoginen pulssimodulaatio luokitellaan

• Pulssiamplitudimodulaatio (PAM)
• Pulssileveyden modulointi (PWM)
• Pulssiaseman modulointi (PPM)

Digitaalinen modulointi luokitellaan

• Pulssikoodimodulaatio
• Delta-modulaatio

Pulssiamplitudimodulaatio

Pulssiamplitudimodulaatio on tekniikka, jossa kunkin pulssin amplitudia ohjataan modulointisignaalin hetkellisellä amplitudilla. Se on modulointijärjestelmä, jossa signaalista otetaan näytteet säännöllisin välein ja jokainen näyte tehdään verrannolliseksi signaalin amplitudiin näytteenoton hetkellä. Tämä tekniikka välittää datan koodaamalla signaalipulssien sarjan amplitudiin.

Pulssiamplitudimodulaation signaali

On olemassa kahden tyyppisiä näytteenottotekniikoita signaalin lähettämiseksi PAM: n avulla. He ovat:

1. Flat Top PAM
2. Luonnollinen PAM

Flat Top PAM: Kunkin pulssin amplitudi on suoraan verrannollinen signaalin amplitudin modulointiin pulssin esiintymisajankohtana. Signaalin amplitudia ei voida muuttaa näytteistettävään analogiseen signaaliin nähden. Amplitudin yläosat pysyvät tasaisina.

Flat Top PAM

Luonnollinen PAM: Kunkin pulssin amplitudi on suoraan verrannollinen signaalin amplitudin modulointiin pulssin esiintymisajankohtana. Sitten seuraa pulssin amplitudia loppupuoliskon ajan.

Luonnollinen PAM

Pulssiamplitudimodulaation piirisuunnittelu

PAM muodostetaan puhtaasta siniaaltoa moduloivasta signaalista ja neliöaaltogeneraattorista, joka tuottaa kantoaaltopulssin ja PAM-modulaattoripiirin.
Käytetään siniaaltogeneraattoria, joka perustuu Wien Bridge -oskillaattoripiiri . Tämä voi tuottaa vääristymiä vähemmän siniaaltoja lähdössä. Piiri on suunniteltu siten, että oskillaattorin amplitudia ja taajuutta voidaan säätää käyttämällä potentiometriä.

Siniaalto-generaattori

Taajuutta voidaan muuttaa vaihtelemalla potentiometriä R2 ja potentiometrillä R säädetyn amplitudia. Syntyvän siniaallon taajuus saadaan

F = 1 / (2π√R1R2C1C2)

Neliöaalto muodostetaan käyttämällä op-amp-pohjaista astable-piiriä. Op-amp käytetään vähentämään neliöaallon muodostamisen monimutkaisuutta. Pulssin ON- ja OFF-aika voidaan tehdä identtisiksi ja taajuutta voidaan säätää muuttamatta niitä.

Neliöaaltogeneraattori

Syntyvien pulssien ajanjakso riippuu resistanssin R ja kapasitanssin C arvosta.

T = 2,2 RC

PAM-tyypit

Pulssiamplitudimodulaatio on luokiteltu kahteen tyyppiin

1. Yhden napaisuuden PAM
2. Kaksinkertainen napaisuus PAM

Yhden napaisuuden PAM on tilanne, jossa sopiva kiinteä DC-esijännitys lisätään signaaliin sen varmistamiseksi, että kaikki pulssit ovat positiivisia.
Kaksinkertainen napaisuus PAM on tilanne, jossa pulssit ovat sekä positiivisia että negatiivisia.

PAM: n demodulaatio

PAM-signaalin demodulointia varten PAM-signaali syötetään alipäästösuodatin . Alipäästösuodatin eliminoi korkeataajuiset aaltoilut ja muodostaa demoduloidun signaalin. Tämä signaali syötetään sitten invertoivaan vahvistimeen sen signaalitason vahvistamiseksi, jotta demoduloitu lähtö olisi melkein yhtä amplitudinen kuin moduloiva signaali.

PAM-signaalin demodulaatio

PAM: n sovellukset

• Sitä käytetään Ethernet-tiedonsiirto .
• Sitä käytetään monissa mikro-ohjaimissa ohjaussignaalien tuottamiseen.
• Sitä käytetään valokuvabiologiassa.
• Sitä käytetään elektronisena ohjaimena LED-valaistukseen.

Edut

• Se on yksinkertainen prosessi sekä modulointiin että demodulointiin.
• Lähetin- ja vastaanotinpiirit ovat yksinkertaisia ​​ja helposti rakennettavissa.
• PAM voi tuottaa muita pulssimodulaatiosignaaleja ja voi kuljettaa sanoman samanaikaisesti.

Haitat

• Kaistanleveyden tulisi olla suuri PAM-modulointia varten.
• Melu on suuri.
• Pulssiamplitudisignaali vaihtelee, joten lähetykseen tarvittava teho on suurempi.

Tämä artikkeli koskee pulssin amplitudimodulaatiota. Lisäksi kaikesta avusta Sähköiset projektit tai epäilet tätä artikkelia, voit ottaa meihin yhteyttä kommentoimalla alla olevassa kommenttiosassa.