Comunicazione analogica - Modulazione di impulsi
Dopo la modulazione a onda continua, la divisione successiva è la modulazione a impulsi. In questo capitolo, discutiamo le seguenti tecniche di modulazione dell'impulso analogico.
- Modulazione dell'ampiezza dell'impulso
- Modulazione della larghezza di impulso
- Modulazione della posizione dell'impulso
Modulazione dell'ampiezza dell'impulso
Nel Pulse Amplitude Modulation (PAM) tecnica, l'ampiezza della portante dell'impulso varia, che è proporzionale all'ampiezza istantanea del segnale del messaggio.
Il segnale modulato in ampiezza dell'impulso seguirà l'ampiezza del segnale originale, poiché il segnale traccia il percorso dell'intera onda. Nella PAM naturale, un segnale campionato alla velocità di Nyquist può essere ricostruito, facendolo passare attraverso un efficienteLow Pass Filter (LPF) con frequenza di taglio esatta.
Le figure seguenti spiegano la modulazione dell'ampiezza dell'impulso.
Sebbene il segnale PAM passi attraverso un LPF, non può recuperare il segnale senza distorsione. Quindi, per evitare questo rumore, utilizzare il campionamento flat-top. Il segnale PAM flat-top è mostrato nella figura seguente.
Flat-top samplingè il processo in cui, il segnale campionato può essere rappresentato in impulsi per i quali l'ampiezza del segnale non può essere modificata rispetto al segnale analogico, da campionare. I massimi di ampiezza rimangono piatti. Questo processo semplifica la progettazione del circuito.
Modulazione della larghezza di impulso
Nel Pulse Width Modulation (PWM) o la tecnica Pulse Duration Modulation (PDM) o Pulse Time Modulation (PTM), l'ampiezza o la durata o il tempo della portante dell'impulso varia, che è proporzionale all'ampiezza istantanea del segnale del messaggio.
La larghezza dell'impulso varia in questo metodo, ma l'ampiezza del segnale rimane costante. I limitatori di ampiezza vengono utilizzati per rendere costante l'ampiezza del segnale. Questi circuiti tagliano l'ampiezza a un livello desiderato e quindi il rumore è limitato.
La figura seguente spiega i tipi di modulazioni di larghezza di impulso.
Esistono tre tipi di PWM.
Il fronte di salita dell'impulso essendo costante, il fronte di discesa varia in base al segnale del messaggio. La forma d'onda per questo tipo di PWM è indicata come (a) nella figura sopra.
Poiché il fronte di uscita dell'impulso è costante, il fronte di salita varia in base al segnale del messaggio. La forma d'onda per questo tipo di PWM è indicata con (b) nella figura sopra.
Essendo il centro dell'impulso costante, il fronte di salita e il fronte di discesa variano in base al segnale del messaggio. La forma d'onda per questo tipo di PWM è indicata come (c) mostrato nella figura sopra.
Modulazione della posizione dell'impulso
Pulse Position Modulation (PPM) è uno schema di modulazione analogica in cui l'ampiezza e l'ampiezza degli impulsi sono mantenute costanti, mentre la posizione di ogni impulso, con riferimento alla posizione di un impulso di riferimento, varia in funzione del valore istantaneo campionato del segnale del messaggio.
Il trasmettitore deve inviare impulsi di sincronizzazione (o semplicemente impulsi di sincronizzazione) per mantenere il trasmettitore e il ricevitore sincronizzati. Questi impulsi di sincronizzazione aiutano a mantenere la posizione degli impulsi. Le figure seguenti spiegano la modulazione della posizione dell'impulso.
La modulazione della posizione dell'impulso viene eseguita in base al segnale modulato in ampiezza dell'impulso. Ciascun fronte di uscita del segnale modulato in larghezza di impulso diventa il punto di partenza per gli impulsi nel segnale PPM. Quindi, la posizione di questi impulsi è proporzionale alla larghezza degli impulsi PWM.
Vantaggio
Poiché l'ampiezza e la larghezza sono costanti, anche la potenza gestita è costante.
Svantaggio
La sincronizzazione tra trasmettitore e ricevitore è un must.
Confronto tra PAM, PWM e PPM
La tabella seguente presenta il confronto tra tre tecniche di modulazione.
| PAM | PWM | PPM |
|---|---|---|
| L'ampiezza è varia | La larghezza è varia | La posizione è varia |
| La larghezza di banda dipende dalla larghezza dell'impulso | La larghezza di banda dipende dal tempo di salita dell'impulso | La larghezza di banda dipende dal tempo di salita dell'impulso |
| La potenza del trasmettitore istantaneo varia con l'ampiezza degli impulsi | La potenza del trasmettitore istantaneo varia con l'ampiezza e la larghezza degli impulsi | La potenza istantanea del trasmettitore rimane costante con l'ampiezza degli impulsi |
| La complessità del sistema è elevata | La complessità del sistema è bassa | La complessità del sistema è bassa |
| L'interferenza del rumore è elevata | L'interferenza del rumore è bassa | L'interferenza del rumore è bassa |
| È simile alla modulazione di ampiezza | È simile alla modulazione di frequenza | È simile alla modulazione di fase |