Modularea poziției pulsului: diagramă bloc, circuit, funcționare, generare cu PWM și aplicațiile sale

Puls modulare (PM) este un tip de modulație în care semnalul este transmis sub formă de impuls. În acest tip de modulație, semnalele continue sunt eșantionate la intervale normale, astfel încât această tehnică de modulație este utilizată pentru a transmite informații analogice. Modularea impulsurilor este clasificată în două tipuri de modulație analogică și modulația digitală . Modulația analogică este clasificată în trei tipuri PAM, PWM și PPM, în timp ce modulația digitală este clasificată în cod de impuls și modulație delta. Deci, acest articol discută o privire de ansamblu asupra unuia dintre tipurile de modulare a impulsurilor și anume - modularea poziţiei pulsului teorie sau PPM.

Ce este modularea poziției pulsului?

Modulația de poziție a impulsurilor este un tip de modulație analogică care permite variația în poziția impulsurilor pe baza amplitudinii semnalului de modulare eșantionat se numește PPM sau Modulație de poziție a impulsurilor. În acest tip de modulație, amplitudinea și lățimea impulsurilor sunt menținute stabile și poziția impulsurilor doar variat.

Tehnica PPM permite computerelor să transmită date prin simpla măsurare a timpului necesar pentru a ajunge la fiecare pachet de date către computer. Deci este frecvent utilizat în comunicațiile optice unde există interferențe mici pe mai multe căi. Această modulație transmite total semnale digitale și nu poate fi utilizată de sistemele analogice. Transmite date simple care nu sunt eficiente în timpul transferului fișierelor.

Pentru a afla mai multe despre diferența dintre PPM, PWM și PAM click aici

Diagrama bloc de modulație a poziției pulsului

Diagrama bloc de modulare a poziției pulsului este prezentată mai jos, care generează un semnal PPM. Știm că un semnal de modulație a poziției pulsului este ușor generat prin utilizarea unui semnal PWM. Deci, aici, la o/p al comparatorului, am presupus că un semnal PWM este deja generat și acum trebuie să producem un semnal PPM.

În diagrama bloc de mai sus, un semnal PAM este generat de la modulator o dată și, în continuare, este procesat la comparator pentru a produce un semnal PWM. După aceea, ieșirea comparatorului este dată unui multivibrator monostabil care este declanșat pe marginea negativă. Astfel, cu marginea de fugă a semnalului PWM, ieșirea monostabilului crește.

Astfel, un impuls al semnalului PPM începe de la marginea de fugă a semnalului PWM. Aici, trebuie remarcat faptul că durata mare de ieșire depinde în principal de componentele RC ale multivibratorului. Deci acesta este principalul motiv pentru care se obține un impuls stabil de lățime în cazul semnalului PPM.

Marginea de fugă a semnalului PWM se deplasează prin semnalul de modulare, astfel încât, cu această schimbare, impulsurile PPM vor arăta schimbări în poziția sa. Reprezentarea formei de undă a semnalului PPM este prezentată mai jos.

În forma de undă de mai sus a modulării poziției impulsului, prima formă de undă este semnalul mesajului, al doilea semnal este un semnal purtător și al treilea semnal este semnalul PWM. Acest semnal este considerat o referință pentru generarea semnalului PPM așa cum se arată în ultima diagramă. În formele de undă de mai sus, putem observa că punctul final al pulsului PWM la fel de bine ca punctul de pornire al pulsului PPM coincide, care este afișat cu linia punctată.

Detectarea modulării poziției pulsului

Detecția diagramei bloc de modulare a poziției pulsului este prezentată mai jos. În următoarea diagramă bloc, putem observa că include un generator de impulsuri, SR FF, un generator de impulsuri de referință și un demodulator PWM.

Semnalul PPM care este transmis de la circuitul de modulație va fi distorsionat cu zgomotul pe tot parcursul transmisiei. Deci acest semnal distorsionat va ajunge la circuitul demodulatorului. Generatorul de impulsuri utilizat în acest circuit va produce o formă de undă în impulsuri cu o durată fixă. Această formă de undă este dată pinului de resetare al SR FF. Generatorul de impulsuri de referință produce un impuls de referință cu o perioadă fixă ​​odată ce i se transmite un semnal PPM transmis. Deci, acest impuls de referință este utilizat pentru a seta SR FF. La ieșirea FF, aceste semnale de setare și resetare vor genera un semnal PWM. Mai mult, acest semnal este procesat pentru a da semnalul mesajului original.

Cum funcționează modularea poziției pulsului?

Modularea poziției pulsului (PPM) funcționează pur și simplu prin transmiterea impulsurilor electrice, optice sau electromagnetice către un computer/alt dispozitiv pentru a comunica date simple. Deci are nevoie ca ambele dispozitive să fie coordonate la un ceas similar, astfel încât să decodeze datele pe baza odată ce impulsurile au fost difuzate. Alternativ, o altă formă de PPM numită modulație diferențială a poziției impulsului permite codificarea tuturor semnalelor în funcție de diferența dintre timpii de difuzare. Aceasta înseamnă că un dispozitiv de recepție trebuie să monitorizeze doar diferența dintre timpii de sosire pentru a decoda o transmisie.

Circuit de modulare a poziţiei pulsului

În general, în PPM, amplitudinea și lățimea impulsurilor sunt menținute stabile, în timp ce aranjarea fiecărui impuls cu referire la poziția pulsului de referință este modificată pe baza valorii eșantionate instantanee a semnalului modulator. Schema circuitului modulării poziției impulsului cu un temporizator 555 este prezentată mai jos.

Acest circuit poate fi construit cu diferite componente electronice, cum ar fi 555 IC temporizator , rezistențele R1 și R2, Condensatoare ca C2 și C3 și diodă D1. Dați conexiunile conform circuitului de mai jos.

Practic, cel 555 IC este un circuit integrat monolitic care este disponibil într-un pachet DIP cu 8 pini. Este folosit în multe aplicații utilizate ca un multivibrator astable și multivibrator bistabil pentru a genera undă triunghiulară, undă pătrată etc. Deci, generarea de PPM este, de asemenea, considerată una dintre aplicațiile 555 IC.

Să vedem cum este generat semnalul PPM folosind circuitul PPM de mai sus cu 555 IC. Pentru o generație de impulsuri PWM și impulsuri PPM, temporizatorul 555 funcționează în modul monostabil. Modul monostabil este unul dintre modurile multivibratoarelor. Multivibratoarele sunt în general circuite electronice care nu au una sau două stări stabile. Pe baza stărilor stabile, există trei tipuri de multivibratoare astable, bistabile și monostabile.

Impulsul PWM de intrare este aplicat pinului 2 al celor 555 intrări declanșate de tip IC printr-o rețea de diferențiere formată din dioda D1, rezistența R și condensatorul C1. Acum, pe baza intrării primite la pin2, ieșirea va fi obținută la pin3 de 555 timer IC. Ieșirea va rămâne ridicată pe durata perioadei de timp decisă de rezistențele R2 și C2, astfel încât lățimea și amplitudinea fiecărui impuls să rămână constante și vom obține un semnal PPM la ieșire.

În acest fel, IC-ul cronometru 555 este utilizat pentru generarea unui semnal PPM.

Avantaje

The avantajele modulării poziției pulsului includ următoarele.

• PPM are cea mai mare eficiență energetică în comparație cu alte modulații.
• Această modulație are o interferență de zgomot de amplitudine mai puțin stabilă.
• Această modulație separă cu ușurință semnalul de un semnal zgomotos.
• Are nevoie de mai puțină putere în comparație cu PAM.
• Separarea semnalului de zgomot este extrem de simplă
• Are putere transmisă constantă.
• Această tehnică este simplă de a împărți semnalul de un semnal zgomotos.
• Are nevoie de putere extrem de mai mică în comparație cu PAM și PDM din cauza amplitudinii și a impulsului de scurtă durată.
• Eliminarea și separarea ușoară a zgomotului este extrem de ușoară în acest tip de modulație.
• Utilizarea puterii este, de asemenea, extrem de scăzută în comparație cu alte modulații, datorită amplitudinii și lățimii stabile a impulsului.
• PPM comunică doar comenzi simple de la un Tx la un Rx, deci este frecvent utilizat în aplicații ușoare din cauza necesităților reduse ale sistemului.

Dezavantaje

The dezavantajele modulării poziției pulsului includ următoarele.

• PPM este foarte complex.
• Are nevoie de mai multă lățime de bandă pentru transmisie în comparație cu PAM.
• Este extrem de sensibil la interferența cu mai multe căi, cum ar fi ecou, ​​care poate perturba o transmisie prin modificarea diferenței timpilor de sosire a fiecărui semnal.
• Sincronizarea este necesară între emițător și receptor, ceea ce nu este fezabil de fiecare dată și avem nevoie de un canal dedicat pentru aceasta.
• Pentru acest tip de modulație sunt necesare dispozitive speciale.

Aplicații

The aplicații ale modulării poziției pulsului includ următoarele.

• PPM este utilizat în principal în sistemele de telecomunicații și sistemele de control al traficului aerian.
• Această modulație este utilizată în controlul radio, un sistem de comunicații optice și aplicații militare.
• Această tehnică este folosită în avioane, mașini telecomandate, trenuri etc.
• PPM este utilizat în detectarea necoerentă oriunde un receptor nu necesită niciunul Bucla de blocare a fazei sau PLL pentru a urmări faza transportatorului.
• Este utilizat în comunicațiile RF (frecvență radio).
• Este, de asemenea, utilizat în carduri inteligente de înaltă frecvență, fără contact, etichete de identificare cu frecvență radio etc.

Astfel, despre asta este vorba o privire de ansamblu asupra modulării poziției pulsului – lucrul și aplicațiile sale. Iată o întrebare pentru tine, ce este PWM ?