Comunicazione di oggi è il cuore della tecnologia. La comunicazione è ottenuta tramite un trasmettitore e un ricevitore tramite segnali. Questi segnali trasportano le informazioni attraverso la modulazione. La modulazione di ampiezza dell'impulso è uno dei tipi di tecniche di modulazione utilizzato nella trasmissione del segnale. La modulazione dell'ampiezza dell'impulso è la forma più semplice di modulazione. È un metodo di conversione da analogico a digitale in cui le informazioni del messaggio sono codificate nell'ampiezza della serie di impulsi del segnale.
Modulazione dell'ampiezza dell'impulso
La modulazione dell'ampiezza dell'impulso è la forma di base della modulazione dell'impulso. In questa modulazione, il segnale viene campionato ad intervalli regolari e ogni campione viene reso proporzionale all'ampiezza del segnale modulante. Prima di studiare in dettaglio il PAM facciamo conoscere i concetti di modulazione.
Cos'è la modulazione?
La modulazione è un processo di modifica delle caratteristiche di un segnale portante come ampiezza, frequenza e larghezza, ecc. È il processo di aggiunta di informazioni al segnale portante. Un segnale portante è una forma d'onda costante con ampiezza e frequenza costanti.
Modulazione
La modulazione viene normalmente applicata a segnali elettromagnetici come il laser radio e i segnali ottici. I dati audio, video, immagini e testo vengono aggiunti al segnale portante per la trasmissione sulle telecomunicazioni .
Tipi di modulazione
La modulazione è classificata in due tipi a seconda del tipo di segnale.
- Modulazione a onda continua
- Modulazione di impulsi
La modulazione a onda continua e la modulazione a impulsi sono ulteriormente classificate come mostrato di seguito.
Tipi di modulazioni
Modulazione a onda continua
Nella modulazione ad onda continua il segnale viene utilizzato come segnale portante che modula il segnale del messaggio. Ci sono tre parametri che possono essere modificati per ottenere la modulazione e cioè frequenza, ampiezza e fase. Quindi, ci sono tre tipi di modulazioni.
- Modulazione d'ampiezza
- Modulazione di frequenza
- Modulazione di fase
Tipi di modulazione analogica
Modulazione di impulsi
La modulazione di impulsi è una tecnica in cui il segnale viene trasmesso con le informazioni tramite impulsi. Questo è diviso in Modulazione di impulsi analogica e Modulazione di impulsi digitale.
La modulazione dell'impulso analogico è classificata come
- Pulse Amplitude Modulation (PAM)
- Modulazione di larghezza di impulso (PWM)
- Modulazione della posizione dell'impulso (PPM)
La modulazione digitale è classificata come
- Modulazione del codice a impulsi
- Modulazione delta
Modulazione dell'ampiezza dell'impulso
La modulazione dell'ampiezza dell'impulso è una tecnica in cui l'ampiezza di ogni impulso è controllata dall'ampiezza istantanea del segnale di modulazione. È un sistema di modulazione in cui il segnale viene campionato ad intervalli regolari e ogni campione è reso proporzionale all'ampiezza del segnale nell'istante del campionamento. Questa tecnica trasmette i dati codificando nell'ampiezza di una serie di impulsi di segnale.
Segnale di modulazione dell'ampiezza dell'impulso
Esistono due tipi di tecniche di campionamento per la trasmissione di un segnale utilizzando PAM. Sono:
- Flat Top PAM
- PAM naturale
Flat Top PAM: L'ampiezza di ogni impulso è direttamente proporzionale all'ampiezza del segnale modulante al momento in cui si verifica l'impulso. L'ampiezza del segnale non può essere modificata rispetto al segnale analogico da campionare. Le sommità dell'ampiezza rimangono piatte.
Flat Top PAM
PAM naturale: L'ampiezza di ogni impulso è direttamente proporzionale all'ampiezza del segnale modulante al momento in cui si verifica l'impulso. Quindi segue l'ampiezza dell'impulso per il resto del semiciclo.
PAM naturale
Progettazione di circuiti di modulazione dell'ampiezza dell'impulso
Un PAM viene generato da un segnale modulante a onda sinusoidale pura e un generatore di onde quadre che produce l'impulso portante e un circuito modulatore PAM.
Viene utilizzato un generatore di onde sinusoidali basato su Circuito oscillatore Wien Bridge . Ciò può produrre un'onda sinusoidale con minore distorsione in uscita. Il circuito è progettato in modo tale da poter regolare l'ampiezza e la frequenza dell'oscillatore utilizzando un potenziometro.
Generatore di onde sinusoidali
La frequenza può essere variata variando il potenziometro R2 e l'ampiezza della regolata tramite il potenziometro R. La frequenza dell'onda sinusoidale generata è data da
F = 1 / (2π√R1R2C1C2)
L'onda quadra viene generata utilizzando un circuito astabile basato su amplificatore operazionale. L'amplificatore operazionale viene utilizzato per ridurre la complessità della generazione dell'onda quadra. Il tempo di accensione e il tempo di spegnimento dell'impulso possono essere resi identici e la frequenza può essere regolata senza modificarli.
Generatore di onde quadre
Il periodo di tempo degli impulsi generati dipende dal valore della resistenza R e della capacità C.Il periodo del circuito astabile dell'amplificatore operazionale è dato da
T = 2,2 RC
Tipi di PAM
La modulazione dell'ampiezza dell'impulso è classificata in due tipi
- PAM a polarità singola
- Doppia polarità PAM
Il PAM a polarità singola è una situazione in cui viene aggiunta una polarizzazione CC fissa adeguata al segnale per garantire che tutti gli impulsi siano positivi.
La doppia polarità PAM è una situazione in cui gli impulsi sono sia positivi che negativi.
Demodulazione di PAM
Per la demodulazione del segnale PAM, viene inviato il segnale PAM il filtro passa basso . Il filtro passa basso elimina le increspature ad alta frequenza e genera il segnale demodulato. Questo segnale viene quindi applicato all'amplificatore invertente per amplificare il suo livello di segnale per avere l'uscita demodulata con ampiezza quasi uguale al segnale modulante.
Demodulazione del segnale PAM
Applicazioni di PAM
- È usato in Comunicazione Ethernet .
- Viene utilizzato in molti microcontrollori per la generazione dei segnali di controllo.
- È usato nella fotobiologia.
- Viene utilizzato come driver elettronico per l'illuminazione a LED.
Vantaggi
- È un processo semplice sia per la modulazione che per la demodulazione.
- I circuiti del trasmettitore e del ricevitore sono semplici e facili da costruire.
- PAM può generare altri segnali di modulazione dell'impulso e può trasmettere il messaggio allo stesso tempo.
Svantaggi
- La larghezza di banda dovrebbe essere grande per la modulazione PAM della trasmissione.
- Il rumore sarà ottimo.
- Il segnale di ampiezza dell'impulso varia, quindi la potenza richiesta per la trasmissione sarà maggiore.
Questo articolo riguarda la modulazione dell'ampiezza dell'impulso. Inoltre, per qualsiasi aiuto su Progetti elettronici o dubbi su questo articolo, puoi contattarci commentando nella sezione commenti riportata di seguito.
