Dnes komunikace je srdcem technologie. Komunikace je dosažena prostřednictvím vysílače a přijímače prostřednictvím signálů. Tyto signály přenášejí informace prostřednictvím modulace. Pulzní amplitudová modulace je jedním z druhů modulační techniky používané při přenosu signálu. Pulzní amplitudová modulace je nejjednodušší formou modulace. Jedná se o metodu převodu analogového na digitální, kde jsou informace o zprávě kódovány v amplitudě řady signálních pulzů.
Pulzní amplitudová modulace
Pulzní amplitudová modulace je základní formou pulzní modulace. V této modulaci je signál vzorkován v pravidelných intervalech a každý vzorek je úměrný amplitudě modulačního signálu. Než se podrobně seznámíme s PAM, seznámíme se s pojmy modulace.
Co je to modulace?
Modulace je proces změny charakteristik nosného signálu, jako je amplituda, frekvence a šířka atd. Jde o proces přidávání informací k nosnému signálu. Nosný signál je stabilní průběh s konstantní amplitudou a frekvencí.
Modulace
Modulace se obvykle aplikuje na elektromagnetické signály, jako je rádiový laser a optické signály. Audio, video, obrázky a textová data se přidávají do nosného signálu pro přenos přes telekomunikaci .
Druhy modulace
Modulace je rozdělena do dvou typů v závislosti na typu signálu.
- Modulace kontinuální vlnou
- Pulzní modulace
Modulace kontinuálních vln a pulzní modulace jsou dále kategorizovány, jak je uvedeno níže.
Typy modulací
Modulace kontinuální vlnou
V modulaci spojitých vln se signál používá jako nosný signál, který moduluje signál zprávy. K dosažení modulace lze změnit tři parametry, a to frekvenci, amplitudu a fázi. Existují tedy tři typy modulací.
- Amplitudová modulace
- Frekvenční modulace
- Fázová modulace
Typy analogové modulace
Pulzní modulace
Pulzní modulace je technika, při které je signál přenášen s informacemi pulzy. To se dělí na analogovou pulzní modulaci a digitální pulzní modulaci.
Analogová pulzní modulace je klasifikována jako
- Pulzní amplitudová modulace (PAM)
- Pulzní šířková modulace (PWM)
- Pulzní poziční modulace (PPM)
Digitální modulace je klasifikována jako
- Pulzní kódová modulace
- Delta modulace
Pulzní amplitudová modulace
Pulzní amplitudová modulace je technika, při které je amplituda každého pulzu řízena okamžitou amplitudou modulačního signálu. Jedná se o modulační systém, ve kterém je signál vzorkován v pravidelných intervalech a každý vzorek je úměrný amplitudě signálu v okamžiku vzorkování. Tato technika přenáší data kódováním v amplitudě řady signálních pulzů.
Signál pulzní amplitudové modulace
Existují dva typy vzorkovací techniky pro přenos signálu pomocí PAM. Oni jsou:
- Flat Top PAM
- Přírodní PAM
Flat Top PAM: Amplituda každého pulzu je přímo úměrná modulační amplitudě signálu v době výskytu pulzu. Amplitudu signálu nelze změnit vzhledem k analogovému signálu, který má být vzorkován. Vrcholy amplitudy zůstávají ploché.
Flat Top PAM
Přírodní PAM: Amplituda každého pulzu je přímo úměrná modulační amplitudě signálu v době výskytu pulzu. Poté následuje amplituda pulzu po zbytek polocyklu.
Přírodní PAM
Návrh obvodu pulzní amplitudové modulace
PAM je generován z modulačního signálu čisté sinusové vlny a generátoru čtvercových vln, který produkuje nosný pulz a PAM modulátorový obvod.
Používá se generátor sinusových vln, který je založen na Obvod oscilátoru Wien Bridge . To může na výstupu způsobit zkreslení méně sinusových vln. Obvod je navržen tak, aby bylo možné upravit amplitudu a frekvenci oscilátoru pomocí potenciometru.
Generátor sinusových vln
Kmitočet lze měnit změnou potenciometru R2 a amplitudou upraveného pomocí potenciometru R. Frekvence generované sinusové vlny je dána vztahem
F = 1 / (2π√R1R2C1C2)
Čtvercová vlna je generována pomocí astabilního obvodu založeného na operačních zesilovačích. Operační zesilovač se používá ke snížení složitosti generování obdélníkové vlny. Čas zapnutí a čas vypnutí pulzu lze nastavit shodně a frekvenci lze upravit beze změny.
Generátor hranatých vln
Časové období generovaných impulzů závisí na hodnotě odporu R a kapacitě C. Perioda astabilního obvodu operačního zesilovače je dána vztahem
T = 2,2 RC
Druhy PAM
Pulzní amplitudová modulace je rozdělena do dvou typů
- Single Polarity PAM
- Dvojitá polarita PAM
Single polarity PAM je situace, kdy je k signálu přidáno vhodné pevné DC zkreslení, aby se zajistilo, že všechny impulsy jsou kladné.
PAM s dvojitou polaritou je situace, kdy jsou impulsy pozitivní i negativní.
Demodulace PAM
Pro demodulaci signálu PAM se přivádí signál PAM dolní propust . Nízkofrekvenční filtr eliminuje vysokofrekvenční vlnění a generuje demodulovaný signál. Tento signál se potom aplikuje na invertující zesilovač, aby se zesílila jeho úroveň signálu, aby měl demodulovaný výstup s téměř stejnou amplitudou jako modulační signál.
Demodulace signálu PAM
Aplikace PAM
- Používá se v Ethernetová komunikace .
- Používá se v mnoha mikrořadičích pro generování řídicích signálů.
- Používá se ve fotobiologii.
- Používá se jako elektronický ovladač pro LED osvětlení.
Výhody
- Jedná se o jednoduchý proces jak pro modulaci, tak pro demodulaci.
- Obvody vysílače a přijímače jsou jednoduché a snadno sestavitelné.
- PAM může generovat další signály pulzní modulace a může zprávu přenášet současně.
Nevýhody
- Šířka pásma by měla být velká pro přenos PAM modulace.
- Hluk bude skvělý.
- Pulzní amplitudový signál se liší, takže energie potřebná k přenosu bude větší.
Tento článek pojednává o pulzní amplitudové modulaci. Dále za jakoukoli pomoc na Elektronické projekty nebo pochybnosti týkající se tohoto článku, můžete nás kontaktovat komentářem v sekci komentářů níže.
