Pulss modulācija (PM) ir viens no modulācijas veidiem, kur signāls tiek pārraidīts impulsa formā. Šāda veida modulācijā nepārtraukti signāli tiek paraugi ar normālu intervālu, tāpēc šī modulācijas metode tiek izmantota analogās informācijas pārraidīšanai. Impulsu modulāciju iedala divos analogās modulācijas veidos un digitālā modulācija . Analogā modulācija ir iedalīta trīs veidos PAM, PWM un PPM, savukārt digitālā modulācija ir klasificēta impulsa kodā un delta modulācijā. Tātad šajā rakstā ir apskatīts pārskats par vienu no impulsu modulācijas veidiem, proti - impulsa pozīcijas modulācija teorija vai PPM.
Kas ir impulsa pozīcijas modulācija?
Impulsa pozīcijas modulācija ir viens no analogās modulācijas veidiem, kas ļauj mainīt impulsu pozīciju, pamatojoties uz atlasītā modulējošā signāla amplitūdu, ko sauc par PPM vai impulsa pozīcijas modulāciju. Šāda veida modulācijā impulsu amplitūda un platums tiek turēti stabili un impulsu pozīcija tikai dažādi.
PPM tehnika ļauj datoriem pārsūtīt datus, vienkārši mērot laiku, kas nepieciešams, lai katra datu pakete nonāktu datorā. To bieži izmanto optiskajā komunikācijā, kur ir nelieli daudzceļu traucējumi. Šī modulācija pilnībā pārraida digitālos signālus, un to nevar izmantot analogās sistēmas. Tas pārsūta vienkāršus datus, kas nav efektīvi failu pārsūtīšanas laikā.
Lai uzzinātu vairāk par atšķirību starp PPM, PWM un PAM noklikšķiniet šeit
Impulsa pozīcijas modulācijas blokshēma
Zemāk ir parādīta impulsa pozīcijas modulācijas blokshēma, kas ģenerē PPM signālu. Mēs zinām, ka impulsa pozīcijas modulācijas signālu var viegli ģenerēt, izmantojot PWM signālu. Tātad, šeit, salīdzinājuma o/p, mēs esam pieņēmuši, ka PWM signāls jau ir ģenerēts, un tagad mums ir jārada PPM signāls.
Iepriekš redzamajā blokshēmā PAM signāls tiek ģenerēts no modulatora vienu reizi, un tālāk tas tiek apstrādāts salīdzinātājā, lai iegūtu PWM signālu. Pēc tam komparatora izvade tiek nodota monostabilam multivibratoram, kas iedarbina negatīvo malu. Tādējādi ar PWM signāla beigu malu monostabilā izeja kļūst augsta.
Tādējādi PPM signāla impulss sākas no PWM signāla beigu malas. Šeit jāatzīmē, ka lielais izvades ilgums galvenokārt ir atkarīgs no multivibratora RC komponentiem. Tātad tas ir galvenais iemesls, kāpēc PPM signāla gadījumā tiek sasniegts stabils platuma impulss.
PWM signāla beigu mala mainās caur modulējošo signālu, tāpēc ar šo nobīdi PPM impulsi rādīs nobīdes tā pozīcijā. PPM signāla viļņu formas attēlojums ir parādīts zemāk.
Iepriekš minētajā impulsa pozīcijas modulācijas viļņu formā pirmā viļņa forma ir ziņojuma signāls, otrais signāls ir nesēja signāls un trešais signāls ir PWM signāls. Šis signāls tiek uzskatīts par atsauci PPM signāla ģenerēšanai, kā parādīts pēdējā diagrammā. Iepriekš minētajās viļņu formās mēs varam pamanīt, ka PWM impulsa beigu punkts kā arī PPM impulsa sākuma punkts sakrīt, kas ir parādīts ar punktētu līniju.
Impulsa pozīcijas modulācijas noteikšana
Impulsa pozīcijas modulācijas blokshēmas noteikšana ir parādīta zemāk. Nākamajā blokshēmā mēs varam novērot, ka tas ietver impulsu ģeneratoru, SR FF, atsauces impulsu ģeneratoru un PWM demodulatoru.
PPM signāls, kas tiek pārraidīts no modulācijas ķēdes, tiks izkropļots ar troksni visā pārraides laikā. Tātad šis izkropļotais signāls sasniegs demodulatora ķēdi. Šajā ķēdē izmantotais impulsu ģenerators radīs impulsa viļņu formu ar noteiktu ilgumu. Šī viļņa forma tiek piešķirta SR FF atiestatīšanas tapai. Atsauces impulsu ģenerators ģenerē atsauces impulsu ar fiksētu periodu, tiklīdz tam tiek pārraidīts PPM signāls. Tātad šis atsauces impulss tiek izmantots, lai iestatītu SR FF. FF izejā šie iestatīšanas un atiestatīšanas signāli ģenerēs PWM signālu. Turklāt šis signāls tiek apstrādāts, lai iegūtu sākotnējo ziņojuma signālu.
Kā darbojas impulsa pozīcijas modulācija?
Impulsa pozīcijas modulācija (PPM) vienkārši darbojas, pārsūtot elektriskos, optiskos vai elektromagnētiskos impulsus uz datoru/citu ierīci, lai nosūtītu vienkāršus datus. Tāpēc abas ierīces ir jāsaskaņo ar līdzīgu pulksteni, lai tas atšifrētu datus, pamatojoties uz impulsu pārraidīšanas reizi. Alternatīvi, vēl viens PPM veids, ko sauc par diferenciālo impulsa pozīcijas modulāciju, ļauj kodēt visus signālus atkarībā no apraides laiku atšķirībām. Tas nozīmē, ka uztverošajai ierīcei ir jāuzrauga tikai ierašanās laika atšķirības, lai atšifrētu pārraidi.
Impulsa pozīcijas modulācijas shēma
Parasti PPM impulsu amplitūda un platums tiek uzturēti stabili, turpretim katra impulsa izvietojums attiecībā pret atsauces impulsa pozīciju tiek mainīts, pamatojoties uz modulējošā signāla tūlītējo izlases vērtību. Zemāk ir parādīta impulsa pozīcijas modulācijas shēma ar 555 taimeri.
Šo shēmu var veidot ar dažādiem elektroniskiem komponentiem, piemēram 555 taimeris IC , rezistori R1 un R2, Kondensatori piemēram, C2 un C3 un diode D1. Norādiet savienojumus saskaņā ar zemāk norādīto shēmu.
Būtībā, 555 IC ir monolīta IC, kas ir pieejama 8 kontaktu DIP pakotnē. To izmanto daudzās lietojumprogrammās, ko izmanto kā stabils multivibrators un bistabils multivibrators lai radītu trīsstūrveida vilni, kvadrātviļņu utt. Tātad PPM ģenerēšana tiek uzskatīta arī par vienu no 555 IC pielietojumiem.
Apskatīsim, kā tiek ģenerēts PPM signāls, izmantojot iepriekš minēto PPM ķēdi ar 555 IC. PWM impulsu un PPM impulsu paaudzei 555 taimeris darbojas monostabilā režīmā. Monostabilais režīms ir viens no multivibratoru režīmiem. Multivibratori parasti ir elektroniskas shēmas, kurām nav viena vai divu stabilu stāvokļu. Pamatojoties uz stabilajiem stāvokļiem, ir trīs veidu stabilie, bistabilie un monostabilie multivibratori.
Ievades PWM impulss tiek pievadīts 555 IC veida iedarbinātās ieejas kontaktam2 caur diferenciācijas tīklu, ko veido diode D1, rezistors R un kondensators C1. Tagad, pamatojoties uz saņemto ievadi pin2, izvade tiks iegūta no 555 taimera IC pin3. Izvade paliks augsta visu rezistoru R2 un C2 noteikto laika periodu, lai katra impulsa platums un amplitūda paliktu nemainīga un mēs izejā saņemsim PPM signālu.
Tādā veidā 555 taimera IC tiek izmantots PPM signāla ģenerēšanai.
Priekšrocības
The impulsa pozīcijas modulācijas priekšrocības iekļaujiet tālāk norādīto.
- PPM ir visaugstākā jaudas efektivitāte, salīdzinot ar citām modulācijām.
- Šai modulācijai ir mazāk stabilas amplitūdas trokšņu traucējumi.
- Šī modulācija viegli atdala signālu no trokšņaina signāla.
- Tam ir nepieciešams mazāk enerģijas, salīdzinot ar PAM.
- Signāla un trokšņa atdalīšana ir ļoti vienkārša
- Tam ir pastāvīga pārraidītā jauda.
- Šis paņēmiens ir vienkāršs, lai sadalītu signālu no trokšņaina signāla.
- Tam ir nepieciešama ārkārtīgi mazāka jauda salīdzinājumā ar PAM un PDM amplitūdas un īslaicīga impulsa dēļ.
- Vienkārša trokšņu noņemšana un atdalīšana ir ļoti vienkārša šāda veida modulācijā.
- Stabilas impulsa amplitūdas un platuma dēļ jaudas patēriņš ir arī ārkārtīgi zems, salīdzinot ar citām modulācijām.
- PPM pārraida tikai vienkāršas komandas no Tx uz Rx, tāpēc to bieži izmanto vieglās lietojumprogrammās, jo tai ir zemas sistēmas vajadzības.
Trūkumi
The impulsa pozīcijas modulācijas trūkumi iekļaujiet tālāk norādīto.
- PPM ir ļoti sarežģīts.
- Pārraidīšanai ir nepieciešams lielāks joslas platums, salīdzinot ar PAM.
- Tas ir ārkārtīgi jutīgs pret vairāku ceļu traucējumiem, piemēram, atbalsi, kas var traucēt pārraidi, mainot katra signāla ierašanās laiku atšķirību.
- Sinhronizācija ir nepieciešama starp raidītāju un uztvērēju, kas nav iespējama katru reizi, un mums ir nepieciešams īpašs kanāls.
- Šāda veida modulācijai ir nepieciešamas īpašas ierīces.
Lietojumprogrammas
The impulsa pozīcijas modulācijas pielietojumi iekļaujiet tālāk norādīto.
- PPM galvenokārt tiek izmantots telekomunikāciju sistēmās un gaisa satiksmes vadības sistēmās.
- Šo modulāciju izmanto radiovadībā, optiskajā sakaru sistēmā un militārajos lietojumos.
- Šo paņēmienu izmanto lidmašīnās, tālvadības automašīnās, vilcienos utt.
- PPM tiek izmantots nesakarīgā noteikšanā visur, kur uztvērējam tas nav vajadzīgs Fāzes bloķēšanas cilpa vai PLL, lai izsekotu nesēja fāzi.
- To izmanto RF (radiofrekvenču) sakaros.
- To izmanto arī augstfrekvences, bezkontakta viedkartēs, radiofrekvences ID tagos utt.
Tādējādi tas viss ir par impulsa pozīcijas modulācijas pārskats – darbs un tā pielietojumi. Šeit ir jautājums jums, kas ir PWM ?
