Puls modulation (PM) er en type modulering, hvor signalet transmitteres i pulsform. I denne type modulering samples kontinuerlige signaler med normale intervaller, så denne moduleringsteknik bruges til at transmittere analog information. Pulsmodulation er klassificeret i to typer analog modulering og digital modulation . Analog modulation er klassificeret i tre typer PAM, PWM og PPM, mens digital modulation er klassificeret i pulskode og deltamodulation. Så denne artikel diskuterer en oversigt over en af typerne af pulsmodulation, nemlig - pulspositionsmodulation teori eller PPM.
Hvad er pulspositionsmodulation?
Pulspositionsmodulation er en type analog modulering, som tillader variation inden for pulsernes position baseret på det samplede modulerende signals amplitude kaldes PPM eller Pulse Position Modulation. I denne type modulering, amplituden & bredden af pulserne holdes stabile & pulsernes position kun varieret.
PPM-teknikken gør det muligt for computere at transmittere data ved blot at måle den tid, det tager at nå hver datapakke til computeren. Så bruges ofte inden for optisk kommunikation, hvor der er små multi-pathway interferens. Denne modulering transmitterer fuldstændigt digitale signaler og kan ikke bruges af analoge systemer. Det transmitterer simple data, som ikke er effektive under overførsel af filer.
For at vide mere om forskellen mellem PPM, PWM og PAM Klik her
Pulspositionsmodulationsblokdiagram
Pulspositionsmodulationsblokdiagrammet er vist nedenfor, som genererer et PPM-signal. Vi ved, at et pulspositionsmodulationssignal nemt genereres ved at bruge et PWM-signal. Så her ved o/p af komparatoren har vi antaget, at der allerede genereres et PWM-signal, og nu skal vi producere et PPM-signal.
I ovenstående blokdiagram genereres et PAM-signal fra modulatoren én gang, og yderligere behandles det ved komparatoren for at producere et PWM-signal. Derefter gives komparatorens output til en monostabil multivibrator, som udløses med negativ flanke. Med den bageste kant af PWM-signalet bliver outputtet fra det monostabile således højt.
En impuls af PPM-signalet starter således ved bagkanten af PWM-signalet. Her skal det bemærkes, at den høje outputvarighed hovedsageligt afhænger af multivibratorens RC-komponenter. Så dette er hovedårsagen til, at der opnås en stabil breddeimpuls i tilfælde af PPM-signalet.
PWM-signalets bagkant skifter gennem det modulerende signal, så med dette skift vil PPM-impulserne vise skift inden for dets position. PPM-signalets bølgeformsrepræsentation er vist nedenfor.
I ovenstående bølgeform af pulspositionsmodulation er den første bølgeform meddelelsessignalet, det andet signal er et bæresignal, og det tredje signal er PWM-signalet. Dette signal betragtes som en reference for PPM-signalgenereringen som vist i det sidste diagram. I ovenstående bølgeformer kan vi bemærke, at endepunktet for PWM-impulsen samt startpunktet for PPM-pulsen er sammenfaldende, hvilket er vist med den stiplede linje.
Detektion af pulspositionsmodulation
Detekteringen af pulspositionsmodulationsblokdiagrammet er vist nedenfor. I det følgende blokdiagram kan vi observere, at det inkluderer en impulsgenerator, SR FF, referenceimpulsgenerator og en PWM-demodulator.
PPM-signalet, der transmitteres fra modulationskredsløbet, vil blive forvrænget med støjen under transmissionen. Så dette forvrængede signal vil nå demodulatorkredsløbet. Impulsgeneratoren, der bruges i dette kredsløb, vil producere en pulseret bølgeform med en fast varighed. Denne bølgeform gives til SR FF's nulstillingsstift. Referenceimpulsgeneratoren frembringer en referenceimpuls med en fast periode, når der er givet et transmitteret PPM-signal til den. Så denne referenceimpuls bruges til at indstille SR FF. Ved udgangen af FF vil disse sæt- og nulstillingssignaler generere et PWM-signal. Yderligere behandles dette signal for at give det originale meddelelsessignal.
Hvordan virker pulspositionsmodulation?
Pulspositionsmodulation (PPM) fungerer simpelthen ved at sende elektriske, optiske eller elektromagnetiske impulser til en computer/en anden enhed for at kommunikere simple data. Så det har brug for, at begge enheder koordineres til et lignende ur, så det afkoder dataene baseret på, når impulserne blev udsendt. Alternativt tillader endnu en form for PPM kaldet differentiel pulspositionsmodulation, at alle signaler kodes afhængigt af uligheden mellem udsendelsestiderne. Dette betyder, at en modtagende enhed kun skal overvåge uligheden i ankomsttider for at afkode en transmission.
Pulspositionsmodulationskredsløb
Generelt i PPM holdes amplituden og bredden af pulserne stabile, hvorimod arrangementet af hver puls med reference til referencepulspositionen ændres baseret på det modulerende signals øjeblikkelige samplede værdi. Kredsløbsdiagrammet for pulspositionsmodulation med en 555 timer er vist nedenfor.
Dette kredsløb kan bygges med forskellige elektroniske komponenter som f.eks 555 timer IC , modstande R1 og R2, Kondensatorer som C2 & C3, og diode D1. Angiv forbindelserne i henhold til kredsløbet nedenfor.
Dybest set 555 IC er en monolitisk IC, der fås i en 8-bens DIP-pakke. Det bruges i mange applikationer, der bruges som en astabil multivibrator og bistabil multivibrator at generere den trekantede bølge, firkantet bølge, osv. Så er generationen af PPM også betragtes som en af applikationerne af 555 IC.
Lad os se, hvordan PPM-signalet genereres ved hjælp af ovenstående PPM-kredsløb med 555 IC. For en generation af PWM-impulser og PPM-impulser fungerer 555-timeren i monostabil tilstand. Monostabil tilstand er en af multivibratorernes tilstande. Multivibratorer er generelt elektroniske kredsløb, som ikke har en eller to stabile tilstande. Baseret på de stabile tilstande er der tre typer astabile, bistabile og monostabile multivibratorer.
Indgangs-PWM-impulsen påføres pin2 af 555 IC-lignende udløste input gennem et differentiatornetværk dannet af diode D1, modstand R og kondensator C1. Nu baseret på det modtagne input ved pin2, vil outputtet blive opnået ved pin3 på 555 timer IC. Outputtet vil forblive højt i varigheden af den tidsperiode, der bestemmes af modstande R2 og C2, således at bredden og amplituden af hver impuls forbliver konstant, og vi vil få et PPM-signal ved udgangen.
På denne måde bruges 555 timer IC til at generere et PPM-signal.
Fordele
Det fordelene ved pulspositionsmodulation omfatte følgende.
- PPM har den største effekteffektivitet sammenlignet med andre modulationer.
- Denne modulation har mindre stabil amplitudestøjinterferens.
- Denne modulation adskiller let signalet fra et støjende signal.
- Den har brug for mindre strøm sammenlignet med PAM.
- Adskillelse af signal og støj er ekstremt simpel
- Den har konstant transmitteret effekt.
- Denne teknik er enkel at opdele signalet fra et støjende signal.
- Det har brug for ekstremt mindre strøm sammenlignet med PAM & PDM på grund af amplitude og kortvarig puls.
- Nem fjernelse af støj og adskillelse er ekstremt let i denne type modulering.
- Strømudnyttelsen er også ekstremt lav sammenlignet med andre modulationer på grund af stabil pulsamplitude og -bredde.
- PPM kommunikerer kun simple kommandoer fra en Tx til en Rx, så det bruges ofte i lette applikationer på grund af dets lave systembehov.
Ulemper
Det ulemper ved pulspositionsmodulation omfatte følgende.
- PPM er meget komplekst.
- Det har brug for mere båndbredde til transmission sammenlignet med PAM.
- Det er ekstremt følsomt over for multi-pathway interferens som ekko, der kan forstyrre en transmission ved at ændre forskellen i ankomsttider for hvert signal.
- Synkronisering er nødvendig mellem sender og modtager, hvilket ikke er muligt hver gang, og vi kræver en dedikeret kanal til det.
- Der kræves specielle enheder til denne form for modulering.
Ansøgninger
Det anvendelser af pulspositionsmodulation omfatte følgende.
- PPM'en bruges hovedsageligt i telekommunikationssystemer og flyvekontrolsystemer.
- Denne modulering bruges i radiostyring, et optisk kommunikationssystem og militære applikationer.
- Denne teknik bruges i fly, fjernstyrede biler, tog mv.
- PPM bruges til ikke-kohærent detektion, hvor en modtager ikke kræver nogen Faselåssløjfe eller PLL for at spore transportørens fase.
- Det bruges i RF (radiofrekvens) kommunikation.
- Det bruges også i højfrekvente, kontaktløse smart cards, radiofrekvens ID-tags osv.
Det handler altså om en oversigt over pulspositionsmodulation – arbejde og dets anvendelser. Her er et spørgsmål til dig, hvad er PWM ?
