Puls modulatie (PM) is een type modulatie waarbij het signaal in pulsvorm wordt verzonden. Bij dit type modulatie worden continue signalen met normale intervallen bemonsterd, dus deze modulatietechniek wordt gebruikt om analoge informatie te verzenden. Pulsmodulatie is ingedeeld in twee soorten analoge modulatie en digitale modulatie . Analoge modulatie wordt ingedeeld in drie typen PAM, PWM en PPM, terwijl digitale modulatie wordt ingedeeld in pulscode en deltamodulatie. Dus dit artikel bespreekt een overzicht van een van de soorten pulsmodulatie, namelijk - puls positie modulatie theorie of PPM.
Wat is pulspositiemodulatie?
Pulspositiemodulatie is een type analoge modulatie die variatie mogelijk maakt binnen de positie van de pulsen op basis van de amplitude van het bemonsterde modulerende signaal, PPM of Pulspositiemodulatie genoemd. Bij dit type modulatie de amplitude en breedte van de pulsen worden stabiel gehouden en de positie van de pulsen alleen gevarieerd.
Met de PPM-techniek kunnen computers gegevens verzenden door simpelweg de tijd te meten die nodig is om elk datapakket bij de computer te bereiken. Dus wordt vaak gebruikt binnen optische communicatie waar sprake is van kleine multi-pathway interferentie. Deze modulatie verzendt volledig digitale signalen en kan niet worden gebruikt door analoge systemen. Het verzendt eenvoudige gegevens die niet efficiënt zijn tijdens het overbrengen van bestanden.
Om meer te weten over het verschil tussen de PPM, PWM en PAM Klik hier
Blokschema voor pulspositiemodulatie
Hieronder wordt het blokschema voor pulspositiemodulatie weergegeven dat een PPM-signaal genereert. We weten dat een pulspositiemodulatiesignaal eenvoudig kan worden gegenereerd door een PWM-signaal te gebruiken. Dus hier bij de o/p van de comparator hebben we aangenomen dat er al een PWM-signaal is gegenereerd en nu moeten we een PPM-signaal produceren.
In het bovenstaande blokschema wordt een PAM-signaal eenmaal gegenereerd door de modulator en vervolgens verwerkt door de comparator om een PWM-signaal te produceren. Daarna wordt de uitvoer van de comparator gegeven aan een monostabiele multivibrator die door een negatieve flank wordt geactiveerd. Dus, met de achterflank van het PWM-signaal, wordt de uitvoer van de monostabiele hoog.
Een puls van het PPM-signaal begint dus bij de achterflank van het PWM-signaal. Hier moet worden opgemerkt dat de hoge uitvoerduur voornamelijk afhangt van de RC-componenten van de multivibrator. Dit is dus de belangrijkste reden waarom een stabiele breedtepuls wordt bereikt in het geval van het PPM-signaal.
De achterflank van het PWM-signaal verschuift door het modulerende signaal, dus met deze verschuiving zullen de pulsen van PPM verschuivingen binnen zijn positie vertonen. De golfvormweergave van het PPM-signaal wordt hieronder weergegeven.
In de bovenstaande golfvorm van pulspositiemodulatie is de eerste golfvorm het berichtsignaal, het tweede signaal is een draaggolfsignaal en het derde signaal is het PWM-signaal. Dit signaal wordt beschouwd als een referentie voor het genereren van PPM-signalen, zoals weergegeven in het laatste diagram. In de bovenstaande golfvormen kunnen we opmerken dat de eindpunt van de PWM-puls net als de beginpunt van de PPM-puls samenvalt, wat wordt weergegeven met de stippellijn.
Detectie van pulspositiemodulatie
De detectie van het blokschema voor pulspositiemodulatie wordt hieronder getoond. In het volgende blokschema kunnen we zien dat het een pulsgenerator, SR FF, referentiepulsgenerator en een PWM-demodulator bevat.
Het PPM-signaal dat door het modulatiecircuit wordt verzonden, wordt tijdens de verzending vervormd door de ruis. Dit vervormde signaal zal dus het demodulatorcircuit bereiken. De pulsgenerator die in dit circuit wordt gebruikt, produceert een gepulste golfvorm met een vaste duur. Deze golfvorm wordt gegeven aan de resetpin van de SR FF. De referentiepulsgenerator produceert een referentiepuls met een vaste periode zodra er een verzonden PPM-signaal aan wordt gegeven. Deze referentiepuls wordt dus gebruikt om de SR FF in te stellen. Aan de uitgang van de FF zullen deze set & reset-signalen een PWM-signaal genereren. Verder wordt dit signaal verwerkt om het oorspronkelijke berichtsignaal te geven.
Hoe werkt pulspositiemodulatie?
Pulspositiemodulatie (PPM) werkt simpelweg door elektrische, optische of elektromagnetische pulsen naar een computer/een ander apparaat te sturen om eenvoudige gegevens te communiceren. Het heeft dus beide apparaten nodig om te worden gecoördineerd met een vergelijkbare klok, zodat het de gegevens decodeert op basis van zodra de pulsen zijn uitgezonden. Als alternatief kan met een andere vorm van PPM, differentiële pulspositiemodulatie genaamd, alle signalen worden gecodeerd, afhankelijk van de ongelijkheid tussen uitzendtijden. Dit betekent dat een ontvangend apparaat alleen de ongelijkheid in aankomsttijden hoeft te controleren om een transmissie te decoderen.
Puls Positie Modulatie Circuit
Over het algemeen worden in PPM de amplitude en breedte van de pulsen stabiel gehouden, terwijl de opstelling van elke puls met betrekking tot de referentiepulspositie wordt gewijzigd op basis van de momentane bemonsterde waarde van het modulerende signaal. Het schakelschema van pulspositiemodulatie met een 555-timer wordt hieronder weergegeven.
Dit circuit kan worden gebouwd met verschillende elektronische componenten zoals 555 timer-IC , weerstanden R1 en R2, condensatoren zoals C2 & C3, en diode D1. Geef de aansluitingen volgens onderstaande schakeling.
Kortom, de 555 IK is een monolithisch IC dat beschikbaar is in een 8-pins DIP-pakket. Het wordt in veel toepassingen gebruikt als een astabiele multivibrator en bistabiele multivibrator om de driehoekige golf, blokgolf, etc. te genereren. Het genereren van PPM wordt dus ook beschouwd als een van de toepassingen van 555 IC.
Laten we eens kijken hoe het PPM-signaal wordt gegenereerd met behulp van het bovenstaande PPM-circuit met 555 IC. Voor het genereren van PWM-pulsen en PPM-pulsen werkt de 555-timer in monostabiele modus. Monostabiele modus is een van de modi van multivibrators. Multivibrators zijn over het algemeen elektronische schakelingen die geen één of twee stabiele toestanden hebben. Op basis van de stabiele toestanden zijn er drie typen astabiele, bistabiele en monostabiele multivibrators.
De input PWM-puls wordt toegepast op de pin2 van 555 IC-achtige getriggerde input via een differentiatornetwerk gevormd door diode D1, weerstand R en condensator C1. Nu, op basis van de ontvangen invoer op pin2, wordt de uitvoer verkregen op pin3 van 555 timer-IC. De uitgang blijft hoog gedurende de tijdsperiode bepaald door weerstanden R2 en C2, zodat de breedte en amplitude van elke puls constant blijven en we een PPM-signaal aan de uitgang krijgen.
Op deze manier wordt het 555 timer-IC gebruikt voor het genereren van een PPM-signaal.
Voordelen
De voordelen van pulspositiemodulatie omvatten het volgende.
- PPM heeft de meeste energie-efficiëntie in vergelijking met andere modulaties.
- Deze modulatie heeft een minder stabiele amplituderuisinterferentie.
- Deze modulatie scheidt het signaal gemakkelijk van een signaal met veel ruis.
- Het heeft minder stroom nodig in vergelijking met PAM.
- Scheiding van signaal & ruis is uiterst eenvoudig
- Het heeft een constant uitgezonden vermogen.
- Deze techniek is eenvoudig om het signaal te scheiden van een signaal met veel ruis.
- Het heeft extreem minder stroom nodig in vergelijking met PAM & PDM vanwege de amplitude en korte pulsduur.
- Eenvoudige verwijdering en scheiding van ruis is uiterst eenvoudig bij dit type modulatie.
- Het stroomverbruik is ook extreem laag in vergelijking met andere modulaties vanwege de stabiele pulsamplitude en -breedte.
- PPM communiceert alleen eenvoudige commando's van een Tx naar een Rx, dus wordt het vaak gebruikt in lichtgewicht toepassingen vanwege de lage systeemvereisten.
Nadelen
De nadelen van pulspositiemodulatie omvatten het volgende.
- PPM is zeer complex.
- Het heeft meer bandbreedte nodig voor transmissie in vergelijking met PAM.
- Het is extreem gevoelig voor multi-pathway interferentie zoals echo's die een transmissie kunnen verstoren door het verschil in aankomsttijden van elk signaal te veranderen.
- Synchronisatie is nodig tussen zender en ontvanger, wat niet elke keer haalbaar is en we hebben er een speciaal kanaal voor nodig.
- Voor dit soort modulatie zijn speciale apparaten nodig.
toepassingen
De toepassingen van pulspositiemodulatie omvatten het volgende.
- De PPM wordt voornamelijk gebruikt in telecommunicatiesystemen en luchtverkeersleidingssystemen.
- Deze modulatie wordt gebruikt in radiobesturing, een optisch communicatiesysteem en militaire toepassingen.
- Deze techniek wordt gebruikt in vliegtuigen, op afstand bestuurbare auto's, treinen, enz.
- PPM wordt gebruikt bij niet-coherente detectie waar een ontvanger er geen nodig heeft Fasevergrendelingslus of PLL om de fase van de koerier te volgen.
- Het wordt gebruikt in RF-communicatie (radiofrequentie).
- Het wordt ook gebruikt in hoogfrequente, contactloze smartcards, radiofrequentie-ID-tags, enz.
Hier gaat het dus allemaal om een overzicht van pulspositiemodulatie – werken en de toepassingen ervan. Hier is een vraag voor u, wat is PWM ?
