Polso modulazione (PM) è un tipo di modulazione in cui il segnale viene trasmesso sotto forma di impulso. In questo tipo di modulazione, i segnali continui vengono campionati a intervalli normali, quindi questa tecnica di modulazione viene utilizzata per trasmettere informazioni analogiche. La modulazione degli impulsi è classificata in due tipi di modulazione analogica e modulazione digitale . La modulazione analogica è classificata in tre tipi PAM, PWM e PPM mentre la modulazione digitale è classificata in codice a impulsi e modulazione delta. Quindi questo articolo discute una panoramica di uno dei tipi di modulazione degli impulsi, vale a dire: modulazione della posizione dell'impulso teoria o PPM.
Che cos'è la modulazione della posizione dell'impulso?
La modulazione della posizione dell'impulso è un tipo di modulazione analogica che consente la variazione all'interno della posizione degli impulsi in base all'ampiezza del segnale di modulazione campionato è chiamata PPM o Pulse Position Modulation. In questo tipo di modulazione, l'ampiezza e la larghezza degli impulsi sono mantenute stabili e la posizione degli impulsi solo variato.
La tecnica PPM consente ai computer di trasmettere dati semplicemente misurando il tempo impiegato per raggiungere ogni pacchetto di dati al computer. Quindi è spesso utilizzato all'interno della comunicazione ottica dove c'è una piccola interferenza multi-percorso. Questa modulazione trasmette totalmente segnali digitali e non può essere utilizzata da sistemi analogici. Trasmette dati semplici che non sono efficienti durante il trasferimento di file.
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Diagramma a blocchi della modulazione della posizione dell'impulso
Di seguito è mostrato il diagramma a blocchi della modulazione della posizione dell'impulso che genera un segnale PPM. Sappiamo che un segnale di modulazione della posizione dell'impulso viene facilmente generato utilizzando un segnale PWM. Quindi, qui all'o/p del comparatore, abbiamo ipotizzato che sia già stato generato un segnale PWM e ora dobbiamo produrre un segnale PPM.
Nello schema a blocchi di cui sopra, un segnale PAM viene generato una volta dal modulatore e, successivamente, viene elaborato al comparatore per produrre un segnale PWM. Successivamente, l'uscita del comparatore viene inviata a un multivibratore monostabile che viene attivato dal fronte negativo. Pertanto, con il fronte di discesa del segnale PWM, l'uscita del monostabile diventa alta.
Pertanto, un impulso del segnale PPM inizia dal fronte di discesa del segnale PWM. Qui, va notato che l'elevata durata dell'uscita dipende principalmente dai componenti RC del multivibratore. Quindi questo è il motivo principale per cui si ottiene un impulso di larghezza stabile nel caso del segnale PPM.
Il bordo di uscita del segnale PWM si sposta attraverso il segnale modulante, quindi con questo spostamento, gli impulsi di PPM mostreranno spostamenti all'interno della sua posizione. Di seguito è mostrata la rappresentazione della forma d'onda del segnale PPM.
Nella forma d'onda di cui sopra della modulazione della posizione dell'impulso, la prima forma d'onda è il segnale del messaggio, il secondo segnale è un segnale portante e il terzo segnale è il segnale PWM. Questo segnale è considerato un riferimento per la generazione del segnale PPM come mostrato nell'ultimo diagramma. Nelle forme d'onda di cui sopra, possiamo notare che il punto finale dell'impulso PWM così come il punto di partenza dell'impulso PPM è coincidente, che è indicato con la linea tratteggiata.
Rilevamento della modulazione della posizione dell'impulso
Il rilevamento del diagramma a blocchi della modulazione della posizione dell'impulso è mostrato di seguito. Nel seguente diagramma a blocchi, possiamo osservare che include un generatore di impulsi, SR FF, generatore di impulsi di riferimento e un demodulatore PWM.
Il segnale PPM che viene trasmesso dal circuito di modulazione verrà distorto con il rumore durante la trasmissione. Quindi questo segnale distorto raggiungerà il circuito demodulatore. Il generatore di impulsi utilizzato in questo circuito produrrà una forma d'onda pulsata con una durata fissa. Questa forma d'onda viene data al pin di ripristino dell'SR FF. Il generatore di impulsi di riferimento produce un impulso di riferimento con un periodo fisso una volta che gli viene fornito un segnale PPM trasmesso. Quindi questo impulso di riferimento viene utilizzato per impostare SR FF. All'uscita dell'FF, questi segnali di impostazione e ripristino genereranno un segnale PWM. Inoltre, questo segnale viene elaborato per fornire il segnale del messaggio originale.
Come funziona la modulazione della posizione dell'impulso?
La modulazione della posizione dell'impulso (PPM) funziona semplicemente trasmettendo impulsi elettrici, ottici o elettromagnetici a un computer/un altro dispositivo per comunicare dati semplici. Quindi ha bisogno che entrambi i dispositivi siano coordinati a un orologio simile in modo da decodificare i dati in base a quando gli impulsi sono stati trasmessi. In alternativa, un'altra forma di PPM chiamata modulazione differenziale della posizione dell'impulso consente di codificare tutti i segnali a seconda della differenza tra i tempi di trasmissione. Ciò significa che un dispositivo ricevente deve monitorare solo la differenza nei tempi di arrivo per decodificare una trasmissione.
Circuito di modulazione della posizione dell'impulso
Generalmente in PPM, l'ampiezza e la larghezza degli impulsi sono mantenute stabili mentre la disposizione di ogni impulso con riferimento alla posizione dell'impulso di riferimento viene modificata in base al valore campionato istantaneo del segnale modulante. Di seguito è mostrato lo schema elettrico della modulazione della posizione dell'impulso con un timer 555.
Questo circuito può essere costruito con diversi componenti elettronici come 555 CI timer , resistori R1 e R2, Condensatori come C2 e C3, e diodo D1. Fornire i collegamenti come per il circuito indicato di seguito.
Fondamentalmente, il 555 IC è un circuito integrato monolitico disponibile in un pacchetto DIP a 8 pin. È utilizzato in molte applicazioni utilizzate come multivibratore astabile e multivibratore bistabile per generare l'onda triangolare, l'onda quadra, ecc. Quindi, anche la generazione di PPM è considerata una delle applicazioni di 555 IC.
Vediamo come viene generato il segnale PPM utilizzando il circuito PPM sopra con 555 IC. Per una generazione di impulsi PWM e impulsi PPM, il timer 555 funziona in modalità monostabile. La modalità monostabile è una delle modalità dei multivibratori. I multivibratori sono generalmente circuiti elettronici che non hanno uno o due stati stabili. Sulla base degli stati stabili, esistono tre tipi di multivibratori astabili, bistabili e monostabili.
L'impulso PWM di ingresso viene applicato al pin2 dell'ingresso triggerato di tipo IC 555 attraverso una rete di differenziazione formata dal diodo D1, dal resistore R e dal condensatore C1. Ora in base all'input ricevuto al pin2, l'output sarà ottenuto al pin3 del timer IC 555. L'uscita rimarrà alta per la durata del periodo di tempo deciso dai resistori R2 e C2 in modo che la larghezza e l'ampiezza di ciascun impulso rimangano costanti e otterremo un segnale PPM in uscita.
In questo modo, il timer IC 555 viene utilizzato per generare un segnale PPM.
Vantaggi
Il vantaggi della modulazione della posizione dell'impulso include il seguente.
- PPM ha la massima efficienza energetica rispetto ad altre modulazioni.
- Questa modulazione ha un'interferenza del rumore di ampiezza meno stabile.
- Questa modulazione separa facilmente il segnale da un segnale rumoroso.
- Ha bisogno di meno energia rispetto a PAM.
- La separazione del segnale e del rumore è estremamente semplice
- Ha una potenza trasmessa costante.
- Questa tecnica è semplice per dividere il segnale da un segnale rumoroso.
- Ha bisogno di una potenza estremamente inferiore rispetto a PAM e PDM a causa dell'ampiezza e della breve durata dell'impulso.
- La facile rimozione e separazione del rumore è estremamente semplice in questo tipo di modulazione.
- Anche l'utilizzo della potenza è estremamente basso rispetto ad altre modulazioni a causa dell'ampiezza e della larghezza stabili dell'impulso.
- PPM comunica solo semplici comandi da un Tx a un Rx, quindi è spesso utilizzato in applicazioni leggere a causa delle sue basse necessità di sistema.
Svantaggi
Il svantaggi della modulazione della posizione dell'impulso include il seguente.
- PPM è molto complesso.
- Ha bisogno di più larghezza di banda per la trasmissione rispetto a PAM.
- È estremamente sensibile alle interferenze multi-percorso come l'eco che possono disturbare una trasmissione modificando la differenza nei tempi di arrivo di ogni segnale.
- La sincronizzazione è necessaria tra trasmettitore e ricevitore, il che non è fattibile ogni volta e per questo è necessario un canale dedicato.
- Per questo tipo di modulazione sono necessari dispositivi speciali.
Applicazioni
Il applicazioni della modulazione della posizione dell'impulso include il seguente.
- Il PPM è utilizzato principalmente nei sistemi di telecomunicazione e nei sistemi di controllo del traffico aereo.
- Questa modulazione viene utilizzata nel controllo radio, un sistema di comunicazione ottica e applicazioni militari.
- Questa tecnica è utilizzata su aerei, auto telecomandate, treni, ecc.
- PPM viene utilizzato nel rilevamento non coerente ovunque un ricevitore non ne richieda alcuno Anello ad aggancio di fase o PLL per tracciare la fase del vettore.
- Viene utilizzato nelle comunicazioni RF (radiofrequenza).
- Viene anche utilizzato in smart card senza contatto ad alta frequenza, tag ID a radiofrequenza, ecc.
Quindi, questo è tutto una panoramica della modulazione della posizione dell'impulso – il lavoro e le sue applicazioni. Ecco una domanda per te, cos'è PWM ?
