Puls modulation (PM) är en typ av modulering där signalen sänds i pulsform. I denna typ av modulering samplas kontinuerliga signaler med normala intervall, så denna moduleringsteknik används för att överföra analog information. Pulsmodulering klassificeras i två typer av analog modulering och digital modulering . Analog modulering klassificeras i tre typer PAM, PWM och PPM medan digital modulering klassificeras i pulskod och deltamodulering. Så den här artikeln diskuterar en översikt över en av typerna av pulsmodulering, nämligen - pulspositionsmodulering teori eller PPM.
Vad är pulspositionsmodulering?
Pulspositionsmodulering är en typ av analog modulering som tillåter variation inom pulsernas position baserat på den samplade moduleringssignalens amplitud kallas PPM eller Pulse Position Modulation. I denna typ av modulering, amplituden & bredden på pulserna hålls stabila & pulsernas position bara varierat.
PPM-tekniken tillåter datorer att överföra data genom att helt enkelt mäta den tid det tar att nå varje datapaket till datorn. Så används ofta inom optisk kommunikation där det finns små multi-pathway interferens. Denna modulering sänder helt digitala signaler och kan inte användas av analoga system. Den överför enkla data som inte är effektiva vid överföring av filer.
För att veta mer om skillnaden mellan PPM, PWM och PAM Klicka här
Pulspositionsmoduleringsblockdiagram
Pulspositionsmodulationsblockdiagrammet visas nedan som genererar en PPM-signal. Vi vet att en pulspositionsmodulationssignal enkelt genereras genom att använda en PWM-signal. Så här vid o/p av komparatorn har vi antagit att en PWM-signal redan genereras och nu måste vi producera en PPM-signal.
I blockschemat ovan genereras en PAM-signal från modulatorn en gång, och vidare bearbetas den vid komparatorn för att producera en PWM-signal. Därefter ges utsignalen från komparatorn till en monostabil multivibrator som triggas med negativ flank. Sålunda, med den bakre kanten av PWM-signalen, blir utsignalen från den monostabila hög.
Således startar en puls av PPM-signalen vid PWM-signalens bakkant. Här bör det noteras att den höga utgångstiden huvudsakligen beror på multivibratorns RC-komponenter. Så detta är huvudorsaken till att en stabil breddpuls uppnås i fallet med PPM-signalen.
PWM-signalens bakkant skiftar genom den modulerande signalen, så med denna förskjutning kommer PPM-pulserna att visa förskjutningar inom sin position. PPM-signalens vågformsrepresentation visas nedan.
I ovanstående vågform av pulspositionsmodulering är den första vågformen meddelandesignalen, den andra signalen är en bärvågssignal och den tredje signalen är PWM-signalen. Denna signal anses vara en referens för PPM-signalgenereringen som visas i det sista diagrammet. I ovanstående vågformer kan vi märka att slutpunkten för PWM-pulsen så väl som startpunkten för PPM-pulsen sammanfaller, vilket visas med den streckade linjen.
Detektering av pulspositionsmodulering
Detekteringen av pulspositionsmodulationsblockdiagrammet visas nedan. I följande blockschema kan vi observera att den inkluderar en pulsgenerator, SR FF, referenspulsgenerator och en PWM-demodulator.
PPM-signalen som sänds från moduleringskretsen kommer att förvrängas med bruset under hela överföringen. Så denna förvrängda signal kommer att nå demodulatorkretsen. Pulsgeneratorn som används i denna krets kommer att producera en pulsad vågform med en fast varaktighet. Denna vågform ges till SR FF:s återställningsstift. Referenspulsgeneratorn producerar en referenspuls med en fast period när en sänd PPM-signal ges till den. Så denna referenspuls används för att ställa in SR FF. Vid utgången av FF kommer dessa inställnings- och återställningssignaler att generera en PWM-signal. Vidare behandlas denna signal för att ge den ursprungliga meddelandesignalen.
Hur fungerar pulspositionsmodulering?
Pulspositionsmodulering (PPM) fungerar helt enkelt genom att sända elektriska, optiska eller elektromagnetiska pulser till en dator/annan enhet för att kommunicera enkla data. Så det behöver båda enheterna koordineras till en liknande klocka så att den avkodar data baserat på när pulserna sändes. Alternativt tillåter ytterligare en form av PPM kallad differentiell pulspositionsmodulering alla signaler att kodas beroende på skillnaden mellan sändningstider. Detta innebär att en mottagande enhet endast måste övervaka olikheten i ankomsttider för att avkoda en sändning.
Pulspositionsmoduleringskrets
Generellt i PPM hålls amplituden och bredden på pulserna stabila medan arrangemanget av varje puls med referens till referenspulspositionen modifieras baserat på den moduleringssignalens omedelbara samplade värde. Kretsschemat för pulslägesmodulering med en 555 timer visas nedan.
Denna krets kan byggas med olika elektroniska komponenter som 555 timer IC , motstånd R1 och R2, Kondensatorer som C2 & C3, och diod D1. Ange anslutningarna enligt kretsen nedan.
I grund och botten 555 IC är en monolitisk IC som finns i ett 8-stifts DIP-paket. Den används i många applikationer som används som en astabil multivibrator och bistabil multivibrator att generera den triangulära vågen, fyrkantsvågen, etc. Så generering av PPM anses också vara en av tillämpningarna för 555 IC.
Låt oss se hur PPM-signalen genereras med hjälp av ovanstående PPM-krets med 555 IC. För en generation av PWM-pulser och PPM-pulser arbetar 555-timern i monostabilt läge. Monostabilt läge är ett av multivibratorernas lägen. Multivibratorer är i allmänhet elektroniska kretsar som inte har något eller två stabila tillstånd. Baserat på de stabila tillstånden finns det tre typer av astabila, bistabila och monostabila multivibratorer.
Ingångs-PWM-pulsen tillförs stiftet 2 på 555 IC-liknande triggade ingångar genom ett differentiatornätverk bildat av dioden D1, motståndet R och kondensatorn Cl. Nu baserat på den mottagna ingången vid pin2, kommer utsignalen att erhållas vid pin3 på 555 timer IC. Utsignalen kommer att förbli hög under den tidsperiod som bestäms av motstånden R2 och C2 så att bredden och amplituden för varje puls förblir konstant och vi kommer att få en PPM-signal vid utgången.
På detta sätt används 555 timer-IC för att generera en PPM-signal.
Fördelar
De fördelarna med pulspositionsmodulering inkluderar följande.
- PPM har högst effekteffektivitet jämfört med andra moduleringar.
- Denna modulering har mindre stabil amplitudbrusinterferens.
- Denna modulering skiljer lätt signalen från en brusig signal.
- Den behöver mindre ström jämfört med PAM.
- Separering av signal och brus är extremt enkel
- Den har konstant överförd effekt.
- Denna teknik är enkel att dela upp signalen från en brusig signal.
- Den behöver extremt mindre ström jämfört med PAM & PDM på grund av amplitud och kortvarig puls.
- Enkel brusborttagning & separering är extremt lätt i denna typ av modulering.
- Effektutnyttjandet är också extremt lågt jämfört med andra modulationer på grund av stabil pulsamplitud och bredd.
- PPM kommunicerar bara enkla kommandon från en Tx till en Rx, så den används ofta i lätta applikationer på grund av dess låga systembehov.
Nackdelar
De nackdelar med pulspositionsmodulering inkluderar följande.
- PPM är mycket komplext.
- Den behöver mer bandbredd för överföring jämfört med PAM.
- Den är extremt känslig för flervägsstörningar som eko som kan störa en överföring genom att ändra skillnaden i ankomsttider för varje signal.
- Synkronisering är nödvändig mellan sändare och mottagare vilket inte är möjligt varje gång och vi kräver en dedikerad kanal för det.
- Särskilda enheter krävs för denna typ av modulering.
Ansökningar
De tillämpningar av pulspositionsmodulering inkluderar följande.
- PPM används främst i telekommunikationssystem och flygledningssystem.
- Denna modulering används i radiostyrning, ett optiskt kommunikationssystem och militära tillämpningar.
- Denna teknik används i flygplan, fjärrstyrda bilar, tåg etc.
- PPM används i icke-koherent detektion där en mottagare inte kräver någon Faslåsslinga eller PLL för att spåra operatörens fas.
- Den används i RF-kommunikation (radiofrekvens).
- Det används också i högfrekventa, kontaktlösa smartkort, radiofrekvens-ID-taggar, etc.
Alltså handlar det här om en översikt över pulspositionsmodulering – arbete och dess tillämpningar. Här är en fråga till dig, vad är det PWM ?
