Puls modulacja (PM) to jeden rodzaj modulacji, w którym sygnał jest przesyłany w postaci impulsu. W tego rodzaju modulacji sygnały ciągłe są próbkowane w normalnych odstępach czasu, więc ta technika modulacji jest używana do przesyłania informacji analogowych. Modulacja impulsowa jest podzielona na dwa rodzaje modulacji analogowej i modulacja cyfrowa . Modulacja analogowa jest podzielona na trzy typy PAM, PWM i PPM, podczas gdy modulacja cyfrowa jest podzielona na modulację impulsową i modulację delta. W tym artykule omówiono przegląd jednego z rodzajów modulacji impulsów, a mianowicie – modulacja położenia impulsu teoria lub PPM.
Co to jest modulacja położenia impulsu?
Modulacja położenia impulsu jest jednym z rodzajów modulacji analogowej, która umożliwia zmianę położenia impulsów w oparciu o amplitudę próbkowanego sygnału modulującego, nazywaną PPM lub modulacją położenia impulsu. W tego rodzaju modulacji amplituda i szerokość impulsów są utrzymywane na stałym poziomie, a położenie impulsów tylko zróżnicowane.
Technika PPM umożliwia komputerom przesyłanie danych poprzez prosty pomiar czasu potrzebnego do dotarcia każdego pakietu danych do komputera. Jest więc często używany w komunikacji optycznej, w której występują niewielkie zakłócenia wielościeżkowe. Ta modulacja całkowicie transmituje sygnały cyfrowe i nie może być wykorzystywana przez systemy analogowe. Przesyła proste dane, które nie są wydajne podczas przesyłania plików.
Aby dowiedzieć się więcej na temat różnicy między PPM, PWM i PAM Kliknij tutaj
Schemat blokowy modulacji położenia impulsu
Schemat blokowy modulacji położenia impulsu pokazano poniżej, który generuje sygnał PPM. Wiemy, że sygnał modulacji położenia impulsu można łatwo wygenerować za pomocą sygnału PWM. Tak więc tutaj, na o/p komparatora, założyliśmy, że sygnał PWM jest już generowany i teraz musimy wytworzyć sygnał PPM.
Na powyższym schemacie blokowym sygnał PAM jest generowany jeden raz z modulatora, a następnie jest przetwarzany w komparatorze w celu wytworzenia sygnału PWM. Następnie wyjście komparatora jest przekazywane do monostabilnego multiwibratora, który jest wyzwalany zboczem ujemnym. Tak więc, przy opadającym zboczu sygnału PWM, wyjście monostabilnego jest wysokie.
Zatem impuls sygnału PPM rozpoczyna się od opadającego zbocza sygnału PWM. W tym miejscu należy zauważyć, że wysoki czas trwania sygnału wyjściowego zależy głównie od komponentów RC multiwibratora. Jest to więc główny powód, dla którego w przypadku sygnału PPM osiągana jest stabilna szerokość impulsu.
Zbocze opadające sygnału PWM przesuwa się przez sygnał modulujący, więc przy tym przesunięciu impulsy PPM będą wykazywać przesunięcia w obrębie jego pozycji. Reprezentacja kształtu fali sygnału PPM jest pokazana poniżej.
W powyższym przebiegu modulacji położenia impulsu pierwszy przebieg to sygnał wiadomości, drugi sygnał to sygnał nośny, a trzeci to sygnał PWM. Ten sygnał jest uważany za odniesienie do generowania sygnału PPM, jak pokazano na ostatnim diagramie. Na powyższych przebiegach możemy zauważyć, że punkt końcowy impulsu PWM tak dobrze jak punkt początkowy impulsu PPM pokrywa się, co pokazano linią przerywaną.
Wykrywanie modulacji położenia impulsu
Wykrywanie schematu blokowego modulacji położenia impulsu pokazano poniżej. Na poniższym schemacie blokowym możemy zauważyć, że zawiera generator impulsów, SR FF, generator impulsów odniesienia i demodulator PWM.
Sygnał PPM, który jest przesyłany z obwodu modulacji, zostanie zniekształcony wraz z szumem podczas całej transmisji. Więc ten zniekształcony sygnał dotrze do obwodu demodulatora. Generator impulsów zastosowany w tym obwodzie będzie generował impulsowy przebieg o ustalonym czasie trwania. Ten kształt fali jest przekazywany do styku resetowania SR FF. Generator impulsów referencyjnych wytwarza impuls referencyjny o ustalonym okresie po przesłaniu do niego transmitowanego sygnału PPM. Tak więc ten impuls odniesienia jest wykorzystywany do ustawienia SR FF. Na wyjściu FF te sygnały ustawiania i resetowania będą generować sygnał PWM. Ponadto sygnał ten jest przetwarzany w celu uzyskania oryginalnego sygnału wiadomości.
Jak działa modulacja położenia impulsu?
Modulacja położenia impulsu (PPM) polega po prostu na przesyłaniu impulsów elektrycznych, optycznych lub elektromagnetycznych do komputera/innego urządzenia w celu przekazywania prostych danych. Dlatego oba urządzenia muszą być skoordynowane z podobnym zegarem, aby dekodować dane na podstawie wyemitowanych impulsów. Alternatywnie, jeszcze jedna forma PPM, zwana różnicową modulacją położenia impulsu, umożliwia kodowanie wszystkich sygnałów w zależności od różnic między czasami nadawania. Oznacza to, że urządzenie odbiorcze musi monitorować jedynie różnice w czasach nadejścia, aby zdekodować transmisję.
Obwód modulacji położenia impulsu
Zasadniczo w PPM amplituda i szerokość impulsów są utrzymywane na stałym poziomie, podczas gdy układ każdego impulsu w odniesieniu do pozycji impulsu odniesienia jest modyfikowany w oparciu o chwilową próbkowaną wartość sygnału modulującego. Schemat obwodu modulacji położenia impulsu za pomocą timera 555 pokazano poniżej.
Ten obwód można zbudować z różnych elementów elektronicznych, takich jak Układ scalony timera 555 , rezystory R1 i R2, Kondensatory jak C2 i C3, i dioda D1. Wykonaj połączenia zgodnie z poniższym schematem.
Zasadniczo tzw 555 KI to monolityczny układ scalony dostępny w 8-pinowej obudowie DIP. Jest używany w wielu aplikacjach jako astabilny multiwibrator oraz bistabilny multiwibrator do generowania fali trójkątnej, prostokątnej itp. Tak więc generowanie PPM jest również uważane za jedno z zastosowań 555 IC.
Zobaczmy, jak generowany jest sygnał PPM przy użyciu powyższego obwodu PPM z 555 IC. Do generowania impulsów PWM i impulsów PPM timer 555 działa w trybie monostabilnym. Tryb monostabilny jest jednym z trybów multiwibratorów. Multiwibratory to ogólnie obwody elektroniczne, które nie mają jednego lub dwóch stanów stabilnych. Ze względu na stany stabilne wyróżnia się trzy typy multiwibratorów astabilnych, bistabilnych i monostabilnych.
Wejściowy impuls PWM jest doprowadzany do pinu 2 555 IC-podobnego wejścia wyzwalanego przez sieć różniczkową utworzoną przez diodę D1, rezystor R i kondensator C1. Teraz w oparciu o otrzymane wejście na pinie 2, wyjście zostanie uzyskane na pinie 3 układu scalonego timera 555. Wyjście pozostanie wysokie przez czas określony przez rezystory R2 i C2, tak aby szerokość i amplituda każdego impulsu pozostały stałe i otrzymamy sygnał PPM na wyjściu.
W ten sposób układ scalony zegara 555 jest używany do generowania sygnału PPM.
Zalety
The zalety modulacji położenia impulsu zawierać następujące.
- PPM ma największą efektywność energetyczną w porównaniu z innymi modulacjami.
- Ta modulacja ma mniej stabilnych zakłóceń amplitudowych.
- Ta modulacja łatwo oddziela sygnał od zaszumionego sygnału.
- Potrzebuje mniej energii w porównaniu do PAM.
- Separacja sygnału i szumu jest niezwykle prosta
- Ma stałą transmitowaną moc wyjściową.
- Ta technika jest prosta do oddzielenia sygnału od zaszumionego sygnału.
- Ze względu na amplitudę i krótki czas trwania impulsu potrzebuje wyjątkowo mniej energii w porównaniu z PAM i PDM.
- Łatwe usuwanie i separacja szumów jest niezwykle łatwe w tego typu modulacji.
- Zużycie energii jest również bardzo niskie w porównaniu z innymi modulacjami ze względu na stabilną amplitudę i szerokość impulsu.
- PPM przekazuje tylko proste polecenia z Tx do Rx, dlatego jest często używany w lekkich aplikacjach ze względu na niewielkie wymagania systemowe.
Niedogodności
The wady modulacji położenia impulsu zawierać następujące.
- PPM jest bardzo złożony.
- Wymaga większej przepustowości do transmisji w porównaniu do PAM.
- Jest niezwykle wrażliwy na zakłócenia wielościeżkowe, takie jak echo, które może zakłócać transmisję, zmieniając różnicę w czasach nadejścia każdego sygnału.
- Konieczna jest synchronizacja między nadajnikiem a odbiornikiem, co nie jest możliwe za każdym razem i potrzebujemy do tego dedykowanego kanału.
- Do tego rodzaju modulacji wymagane są specjalne urządzenia.
Aplikacje
The zastosowania modulacji położenia impulsu zawierać następujące.
- PPM jest używany głównie w systemach telekomunikacyjnych i systemach kontroli ruchu lotniczego.
- Ta modulacja jest używana w sterowaniu radiowym, systemie komunikacji optycznej i zastosowaniach wojskowych.
- Technikę tę stosuje się w samolotach, zdalnie sterowanych samochodach, pociągach itp.
- PPM jest używany w wykrywaniu niekoherentnym wszędzie tam, gdzie odbiornik go nie wymaga Pętla blokady fazy lub PLL, aby śledzić fazę nośnej.
- Jest używany w komunikacji RF (częstotliwości radiowej).
- Jest również wykorzystywany w bezdotykowych kartach inteligentnych o wysokiej częstotliwości, znacznikach identyfikacyjnych o częstotliwości radiowej itp.
A więc o to chodzi przegląd modulacji położenia impulsu – praca i jej zastosowania. Oto pytanie do ciebie, co to jest PWM ?
