I dag kommunikation er hjertet i teknologien. Kommunikation opnås via en sender og en modtager gennem signaler. Disse signaler bærer informationen gennem modulering. Pulse Amplitude Modulation er en af de slags moduleringsteknikker bruges i signal transmission. Pulsamplitudemodulation er den enkleste form for modulering. Det er analog til digital konverteringsmetode, hvor meddelelsesinformationen er kodet i amplituden af serien af signalimpulser.
Pulsamplitudemodulation
Pulsamplitudemodulation er den grundlæggende form for pulsmodulation. I denne modulering samples signalet med jævne mellemrum, og hver prøve foretages proportionalt med moduleringssignalets amplitude. Før vi studerer detaljeret om PAM, kender vi begreberne modulering.
Hvad er modulering?
Modulation er en proces til at ændre karakteristika for et bæresignal som amplitude, frekvens og bredde osv. Det er processen med at føje information til bæresignalet. Et bæresignal er en konstant bølgeform med konstant amplitude og frekvens.
Modulation
Modulation anvendes normalt til elektromagnetiske signaler som radiolaser og optiske signaler. Audio-, video-, billed- og tekstdataene føjes til bæresignalet til transmission over telekommunikation .
Typer af modulering
Modulation er kategoriseret i to typer afhængigt af typen af signal.
- Kontinuerlig bølgemodulation
- Pulsmodulation
Kontinuerlig bølgemodulation og pulsmodulation er yderligere kategoriseret som vist nedenfor.
Typer af moduleringer
Kontinuerlig bølgemodulation
I kontinuerlig bølgemodulering anvendes signal som et bæresignal, som modulerer meddelelsessignalet. Der er tre parametre, der kan ændres for at opnå modulering, nemlig frekvens, amplitude og fase. Der er således tre typer moduleringer.
- Amplitudemodulation
- Frekvensmodulation
- Fasemodulation
Typer af analog modulering
Pulsmodulation
Pulsmodulation er en teknik, hvor signalet transmitteres med informationen ved hjælp af impulser. Dette er opdelt i analog pulsmodulation og digital pulsmodulation.
Analog pulsmodulation er klassificeret som
- Pulse Amplitude Modulation (PAM)
- Pulsbreddemodulation (PWM)
- Pulspositionsmodulation (PPM)
Digital modulation er klassificeret som
- Pulskodemodulation
- Delta Modulation
Pulsamplitudemodulation
Pulsamplitudemodulation er en teknik, hvor amplituden af hver impuls styres af den øjeblikkelige amplitude af moduleringssignalet. Det er et moduleringssystem, hvor signalet samples med regelmæssige intervaller, og hver prøve gøres proportional med amplituden af signalet på tidspunktet for sampling. Denne teknik transmitterer dataene ved at kode i amplituden af en række signalimpulser.
Pulsamplitudemodulationssignal
Der er to typer prøvetagningsteknikker til transmission af et signal ved hjælp af PAM. De er:
- Flat Top PAM
- Naturlig PAM
Flat Top PAM: Amplituden for hver puls er direkte proportional med modulerende signalamplitude på tidspunktet for pulsforekomst. Amplituden af signalet kan ikke ændres i forhold til det analoge signal, der skal samples. Toppen af amplituden forbliver flad.
Flat Top PAM
Naturlig PAM: Amplituden for hver puls er direkte proportional med modulerende signalamplitude på tidspunktet for pulsforekomst. Derefter følger impulsens amplitude resten af halvcyklussen.
Naturlig PAM
Kredsløbsdesign af pulsamplitudemodulation
En PAM genereres fra et rent sinusbølgemodulerende signal og en firkantbølgegenerator, der producerer bæreimpulsen og et PAM-modulatorkredsløb.
Der bruges en sinusbølgenerator, der er baseret på Wien Bridge Oscillator kredsløb . Dette kan producere forvrængning mindre sinusbølge ved udgangen. Kredsløbet er konstrueret således, at oscillatorens amplitude og frekvens kan justeres ved hjælp af et potentiometer.
Sine Wave Generator
Frekvensen kan varieres ved at variere potentiometeret R2 og amplituden af det justerede ved hjælp af potentiometeret R. Frekvensen af den genererede sinusbølge er givet ved
F = 1 / (2π√R1R2C1C2)
Firkantbølgen genereres ved hjælp af op-amp-baseret astabelt kredsløb. Op-amp bruges til at reducere kompleksiteten ved generering af firkantbølgen. Pulsens ON-tid og OFF-tiden kan gøres identiske, og frekvensen kan justeres uden at ændre dem.
Square Wave Generator
Tidsperioden for de genererede impulser afhænger af værdien af modstanden R og kapacitansen C. Perioden for det op-amp astabile kredsløb er givet ved
T = 2,2 RC
Typer af PAM
Pulsamplitudemodulation er kategoriseret i to typer
- Single Polarity PAM
- Dobbelt polaritet PAM
Enkelt polaritet PAM er en situation, hvor en passende fast DC-bias føjes til signalet for at sikre, at alle impulser er positive.
Dobbelt polaritet PAM er en situation, hvor impulser er både positive og negative.
Demodulation af PAM
Til demodulation af PAM-signalet tilføres PAM-signalet til lavpasfilteret . Lavpasfilteret eliminerer højfrekvente krusninger og genererer det demodulerede signal. Dette signal påføres derefter den inverterende forstærker for at forstærke dets signalniveau for at få det demodulerede output med næsten lige amplitude med det modulerende signal.
Demodulation af PAM-signal
Anvendelser af PAM
- Det bruges i Ethernet-kommunikation .
- Det bruges i mange mikrokontroller til generering af styresignaler.
- Det bruges i fotobiologi.
- Det bruges som en elektronisk driver til LED-belysning.
Fordele
- Det er en simpel proces til både modulering og demodulation.
- Sender og modtager kredsløb er enkle og lette at konstruere.
- PAM kan generere andre pulsmodulationssignaler og kan bære meddelelsen på samme tid.
Ulemper
- Båndbredde skal være stor til transmission PAM-modulering.
- Støj vil være stor.
- Pulsamplitudesignalet varierer, så den krævede effekt til transmission bliver mere.
Denne artikel handler om pulsamplitudemodulation. Desuden for enhver hjælp til Elektroniske projekter eller tvivl om denne artikel, kan du kontakte os ved at kommentere i kommentarfeltet nedenfor.
