Modulazione analogica degli impulsi
Dopo la modulazione a onda continua, la divisione successiva è la modulazione a impulsi. La modulazione dell'impulso è ulteriormente suddivisa in modulazione analogica e digitale. Le tecniche di modulazione analogica sono principalmente classificate in Modulazione di ampiezza dell'impulso, Modulazione della durata dell'impulso / Modulazione della durata dell'impulso e Modulazione della posizione dell'impulso.
Modulazione dell'ampiezza dell'impulso
Pulse Amplitude Modulation (PAM) è uno schema di modulazione analogico in cui l'ampiezza della portante dell'impulso varia proporzionalmente 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, viene ricostruito un segnale campionato alla velocità di Nyquist, facendolo passare attraverso un efficienteLow Pass Frequency (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, il campionamento flat-top viene eseguito come 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
Pulse Width Modulation (PWM) o Pulse Duration Modulation (PDM) o Pulse Time Modulation (PTM) è uno schema di modulazione analogico in cui la durata o l'ampiezza o il tempo della portante dell'impulso varia proporzionalmente all'ampiezza istantanea del segnale del messaggio.
L'ampiezza 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, ad un livello desiderato e quindi il rumore è limitato.
Le figure seguenti spiegano i tipi di modulazioni di larghezza di impulso.
Esistono tre varianti di PWM. Sono -
Il fronte di salita dell'impulso essendo costante, il fronte di discesa varia in base al segnale del messaggio.
Poiché il fronte di uscita dell'impulso è costante, il fronte di salita varia in base al segnale del messaggio.
Il centro dell'impulso essendo costante, il fronte di salita e il fronte di discesa variano a seconda del segnale del messaggio.
Questi tre tipi sono mostrati nella figura sopra riportata, con slot di temporizzazione.
Modulazione della posizione dell'impulso
Pulse Position Modulation (PPM) è uno schema modulante analogico in cui l'ampiezza e la larghezza degli impulsi sono mantenute costanti, mentre la posizione di ciascun impulso, con riferimento alla posizione di un impulso di riferimento, varia in base al valore istantaneo campionato del segnale di messaggio.
Il trasmettitore deve inviare impulsi di sincronizzazione (o semplicemente impulsi di sincronizzazione) per mantenere il trasmettitore e il ricevitore in sincronismo. 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. Ciascuna fine 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
Il confronto tra i suddetti processi di modulazione è presentato in un'unica tabella.
| 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 |