ИМПУЛСНА МОДУЛАЦИЯ (IM) - Студиопедия
Импулсната модулация (PM) всъщност не е определен вид модулация. Този термин по-скоро характеризира типа модулиращ сигнал. Освен това разграничете амплитудата на импулса и честотната модулация на импулса. Отчита се как се представя информацията – с помощта на импулс или поредица от импулси. Човек може да мисли за модулираното количество като амплитудата на импулса, или неговата ширина, или неговата позиция в импулсната поредица и т.н. Следователно, има голямо разнообразие от методи за импулсна модулация. Всички те използват AM или FM като форма на предаване.
Ориз. 3.7. Поредица от импулси, показващи числото 37 в двоично кодиран десетичен код (най-малко значимата цифра първа).
Импулсната модулация може да се използва за предаване както на цифрови, така и на аналогови вълни. Когато става въпрос за цифрови сигнали, имаме работа с логически нива - високи и ниски - и можем да модулираме носещата (използвайки AM или FM) с поредица от импулси, които представляват цифрова стойност. Например, ако кодът DCD (Binary Coded Decimal) 00110111 се предава за числото 37, тогава определената последователност от нули и единици трябва просто да се използва за модулиране на носещата. Всяка нула може да бъде представена с ниво 0V, а всяка с ниво, например 5V. Получената последователност от импулси е показана на фиг. 3.7 заедно със съвпадащ набор от тактови импулси, необходими за идентифициране на позициите на единици и нули. В тази последователност редът на импулсите е важен. MLR (най-значимият десетичен знак) 7 се предава първо, последван от MWD (най-значимият десетичен знак) 3. Във всеки десетичен знак, най-значимиятдвоична цифра (бит).
Обърнете внимание, че дори ако всички импулси са с пълна амплитуда от 5 V, обикновено може да се позволи на цифровите нива да варират в широк диапазон от напрежения, без да се нарушава нормалната работа на системата. Например, логическото ниво "1" може да варира от 2,4 до 5,5 V.
Когато използвате импулсни методи за предаване на аналогови сигнали, първо трябва да конвертирате аналоговите данни в импулсна форма. Това преобразуване се отнася и за модулацията, тъй като аналоговите данни се използват за модулиране (промяна) на импулсната поредица или импулсната подносеща. На фиг. 8а показва модулацията на амплитудите на импулсната поредица чрез синусоидален сигнал.
Фиг.3. 8. Форма на вълната на импулсно-амплитудна модулация.
а-форма на модулирания сигнал; b-възпроизвеждана форма на вълната при ниска честота на повторение на импулса, T1 - периодът на импулсната последователност; c - възпроизведена форма на вълната при висока честота на повторение на импулса, T2 - период на импулсната поредица.
Амплитудата на всеки импулс в модулираната последователност зависи от моментната стойност на аналоговия сигнал. Синусоидален сигнал може да бъде възстановен от модулираната импулсна поредица чрез просто филтриране. На фиг.3. 8, b графично показва процеса на възстановяване на оригиналния сигнал чрез свързване на върховете на импулсите с прави линии. Въпреки това, реконструиран на фиг. 3.8, b, формата на вълната не е добро възпроизвеждане на оригиналния сигнал поради факта, че броят на импулсите за период на аналоговия сигнал е малък. При използване на по-голям брой импулси, т.е. при по-висока честота на повторение на импулса в сравнение с честотата на модулиращия сигнал, може да се постигнепо-добро възпроизвеждане (фиг. 3.8, в). Този процес на импулсна амплитудна модулация (PAM), свързан с модулация на подносеща поредица от импулси, може да се извърши чрез вземане на проби от аналогов сигнал на постоянни интервали от време с импулси за вземане на проби с фиксирана ширина. Пробните импулси са импулси, чиито амплитуди са равни на стойността на оригиналния аналогов сигнал в момента на вземане на проби. Честотата на дискретизация (брой импулси в секунда) трябва да бъде поне два пъти по-висока от най-високата честота на аналоговия сигнал. За най-добра възпроизводимост честотата на дискретизация обикновено се настройва на 5 пъти най-високата честота на модулация.
AIM е само един вид импулсна модулация. В допълнение към него има:
PWM - широчинно-импулсна модулация (модулация на продължителността на импулса);
PFM - честотно-импулсна модулация;
KIM - импулсна кодова модулация.
Модулацията на ширината на импулса трансформира нивата на извадката. напрежения в серия от импулси, чиято продължителност е право пропорционална на амплитудата на пробите на напрежение (фиг. 3.9, а). Имайте предвид, че амплитудата на тези импулси е постоянна; в съответствие с модулиращия сигнал се променя само продължителността на импулсите. Интервалът на вземане на проби - интервалът между импулсите - също е фиксиран.
Импулсно-честотната модулация преобразува нивата на проби на напрежение в поредица от импулси, чиято моментна честота или честота на повторение е пряко свързана с големината на пробите на напрежение. И тук амплитудата на всички импулси е една и съща, променя се само тяхната честота. По същество всичко е подобно на конвенционалната честотна модулация, само носителят има несинусоидална форма, както в случая на конвенционалната FM; състои се от поредица от импулси.
Импулсен кодмодулацията преобразува пробите на напрежението в кодирано съобщение. Например, дискретно ниво от 5,5 V може да бъде представено чрез двоичното число 101,101 = 5,5 с помощта на A/D преобразувател. Кодовото съобщение 101,101 е пример за напрежение Vs. Подобно кодиране (в този случай двоичен код) трансформира всяка проба. Поредицата от такива кодови съобщения е поредица от числа, описващи последователни проби. Кодът може да бъде всякакъв: двоичен с шест цифри, както е показано по-горе, или двоичен с N цифри, или двоично кодиран десетичен и т.н. (фиг. 3.7).
Ориз. 3.9. Широчинно импулсна модулация.
Горните модулационни схеми са само част от многото използвани методи. Подчертаваме, че IM модулацията, обсъждана тук, се отнася до модулация на подносител, т.е. импулсна модулация, която след това се използва в AM или FM системи. Това са две последователни модулации. Първо, информацията модулира поредица от импулси. Тук могат да се използват AIM, PWM, PWM, CMM или друг вид модулация. Второ, съдържащата информация подносеща модулира синусоидална носеща.
Импулсно-честотната модулация на синусоидална носеща води до Dwn-девиация на носещата честота със скокообразно отклонение от носещата. Например честотната модулация на логически нива "0" и "1" (0 V и 5V) дава две честоти - wн (за логическо ниво "0") и wн + Dwн (за ниво "5"). По същество ние просто изместваме носещата честота от w към wn + Dwn за изображение на логическо ниво "1". Този тип честотна модулация се нарича също манипулиране на честотно изместване и обикновено се използва при предаване на сигналтелеграфни и други цифрови комуникационни устройства. Верига с фазово блокиране (PLL) може да се използва за възстановяване на логически нива от FSK носител.
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката: