Modulación de amplitud de pulso

En la ecuación anterior, la señal modulada incluye una señal de modulación que se multiplica por el término continuo como 'a0' una secuencia de componentes basados ​​en DSBSC que resulta de los armónicos en la señal de pulso.

Para evitar que el borde bajo del rango DSBSC se superponga con el rango de frecuencia más bajo, la división ∆ entre ellos no debe ser menor que cero. Entonces

W + ∆ = fs – W, ​​con ∆ ≥ 0

fs ≥ 2W

Esta declaración es obligatoria sobre la frecuencia de muestreo que establece que la frecuencia de muestreo debe ser al menos el doble de la frecuencia máxima en la señal moduladora.

Si no se alcanza el estado de muestreo, los espectros se superponen, entonces se permite que ocurra tal superposición, los espectros ya no se pueden dividir mediante filtrado. Como los componentes de frecuencia máxima en el rango DSBSC aparecen en la fracción menos frecuente del espectro, este efecto se conoce como aliasing.

Para evitar el aliasing, en primer lugar, la señal de modulación se puede pasar a través de un filtro anti-aliasing para cortar el espectro de la señal en el valor W.

La "fs" (frecuencia de muestreo) = 2 W, que se denomina frecuencia de Nyquist debido a su naturaleza de banda ancha, la modulación de amplitud de pulso tiene un rango de aplicaciones extremadamente limitado para la transmisión directa de la señal. Se utiliza en sistemas de instrumentación y en ADC para interfaz de computadora.

¿Cómo se genera la señal PAM?

La generación de PAM se puede realizar en base al siguiente diagrama de bloques de modulación de amplitud de pulso.

El tipo básico de modulación de pulso se conoce como PAM o modulación de amplitud de pulso, donde la señal se puede muestrear a intervalos regulares y cada muestra se puede hacer en relación con la amplitud de la señal de modulación en el momento del muestreo.

El diagrama de bloques anterior de PAM muestra la generación de la señal PAM desde el muestreador donde el muestreador comprende dos entradas, a saber, la señal de muestra/portadora y la señal de modulación. Por lo tanto, la amplitud de la señal es relativa a la señal de modulación a través de la cual se pueden transportar los datos. Así que esta es la señal PAM. El espectro de la señal PAM se muestra en las formas de onda anteriores que incluyen el mensaje y las señales de muestra donde el portador de la señal se entrena usando la forma de onda trazada en el campo de tiempo.
La modulación de pulso se utiliza principalmente para transmitir datos analógicos, como datos que, de lo contrario, son una señal de voz continua.

Diseño de circuito de modulación de amplitud de pulso

Un PAM se genera a partir de una señal de modulación de onda sinusoidal pura y un generador de onda cuadrada que produce el pulso portador y un circuito modulador de PAM.

Se utiliza un generador de onda sinusoidal, basado en el circuito Wien Bridge Oscillator. Esto puede producir menos distorsión sinusoidal en la salida. El circuito está diseñado para que la amplitud y la frecuencia del oscilador se puedan ajustar mediante un potenciómetro.

La frecuencia se puede variar variando el potenciómetro R2 y la amplitud del conjunto mediante el potenciómetro R. La frecuencia de la onda sinusoidal generada viene dada por

F = 1/(2π√R1R2C1C2)

La onda cuadrada se genera utilizando un circuito astable basado en un amplificador operacional. El amplificador operacional se utiliza para reducir la complejidad de la generación de ondas cuadradas. El tiempo de ENCENDIDO y el tiempo de APAGADO del pulso se pueden configurar de la misma manera, y la frecuencia se puede ajustar sin cambiarlos.

El período de tiempo de los pulsos generados depende del valor de la resistencia R y la capacitancia C. El período del circuito astable del amplificador operacional está dado por

T=2.2RC

Tipos de modulación de amplitud de pulso

La modulación de amplitud de pulso se clasifica en dos tipos

1. PAM de polaridad única
2. PAM de doble polaridad

PAM de polaridad única es una situación en la que se agrega una polarización de CC fija adecuada a la señal para garantizar que todos los pulsos sean positivos.

PAM de doble polaridad es una situación en la que los pulsos son tanto positivos como negativos.

En algunas modulaciones de amplitud de pulso, la amplitud de cada pulso puede ser directamente proporcional a la amplitud de modulación instantánea una vez que se produce el pulso. En otro tipo de PAM, la amplitud de cada señal puede ser inversamente proporcional a la amplitud de modulación instantánea una vez que se produce un pulso.

En otros sistemas, la intensidad de cada pulso depende principalmente de las características específicas de la señal moduladora, excluyendo la fuerza como la fase instantánea si no la frecuencia.

La capacidad de utilizar pulsos de amplitud estable es la principal ventaja de la modulación de pulsos. Como PAM no usa señales de amplitud estable, no se usa con frecuencia. Una vez utilizado, la frecuencia de los pulsos cambia la portadora.

Es muy simple generar y demodular la modulación de amplitud de pulso. La conversión de señal es un generador que se puede hacer a PAM que se alimenta a una sola entrada de una puerta AND.

Se dan señales a la frecuencia de muestreo a la otra i/p de la puerta AND, para abrirla durante los intervalos de tiempo requeridos. Luego de eso, la salida de la puerta lógica comprende pulsos a la frecuencia de muestreo, que es equivalente en amplitud hacia el voltaje de la señal cada segundo, y luego las señales se transmiten a través de una red que tiene forma de pulso, lo que les proporciona un plano. vértice.

Demodulación de PAM

Para la demodulación de la señal PAM, la señal PAM se alimenta al filtro de paso bajo. El filtro de paso bajo elimina las ondas de alta frecuencia y genera la señal demodulada. Luego, esta señal se aplica al amplificador inversor para aumentar su nivel de señal para tener una salida demodulada con una amplitud casi igual a la señal de modulación.

Circuito de modulación de amplitud de pulso con temporizador 555

El circuito de modulación de amplitud de pulso que utiliza un temporizador 555 se muestra a continuación. La modulación de amplitud de pulso se puede generar a través de 555IC conectando un transistor NPN a la salida. La conexión de este IC se puede hacer en modo astable para producir un tren de pulsos para que se puedan obtener muestras de la señal de audio.

Su frecuencia debe ser al menos el doble de la señal de audio. Generalmente es 8 KHz porque la señal de audio es igual a 3.4 KHz sin embargo para mejor calidad este circuito usa 32 KHz. La salida del tren de pulsos se puede dar a la terminal base del transistor NPN. Este terminal del colector del transistor se conecta a través de una señal de audio de baja frecuencia mediante una pinza positiva que se conecta al condensador C1 y al diodo D1.

El nivel de la señal de audio se puede compensar con una abrazadera positiva por encima de 0 V, por lo que el o/p en el terminal del colector del transistor es la señal de modulación de amplitud de pulso. La amplitud de la señal generada por IC555 cambia según la amplitud instantánea de la señal de datos.

Ventajas

Las ventajas de la modulación de amplitud de pulso son las siguientes.

• Es un proceso simple de modulación y demodulación.
• Los circuitos transmisor y receptor son simples y fáciles de construir.
• PAM puede generar otras señales de modulación de pulso y puede llevar el mensaje al mismo tiempo.
• Los datos se pueden transmitir de forma rápida, eficaz y eficiente a través de los cables de cobre de gran volumen habituales.
• La FM disponible es infinita; por lo tanto, el desarrollo de PAM se puede realizar con frecuencia para permitir un mejor rendimiento de datos en redes accesibles.
• Este es el tipo de modulación más simple.
• Para todo tipo de métodos de modulación digital, es el método básico y simple para modulación y demodulación.
• Tanto para la transmisión como para la recepción, no requiere circuitos complejos. El diseño del circuito transmisor y receptor es muy simple.
• Esta modulación puede generar otros tipos de señales de modulación de pulso y también transmitir el mensaje al mismo tiempo.

Desventajas

Las desventajas de la modulación de amplitud de pulso son las siguientes.

• El ancho de banda debe ser grande para la modulación PAM de transmisión.
• El ruido será fuerte.
• La señal de amplitud de pulso varía por lo que la potencia requerida para la transmisión será mayor.
• Para transmitir la señal PAM, BW debe ser grande
• La frecuencia cambia dependiendo del mensaje o señal moduladora, debido a estos cambios en la frecuencia de la señal, las intrusiones estarán ahí.
• Para esta modulación, la inmunidad al ruido es baja en comparación con otros tipos. Por lo tanto, es casi equivalente a AM.
• Una vez que cambia la señal de amplitud de pulso, la potencia requerida para la transmisión es alta e incluso para lograr PAM, se requiere más potencia.

aplicaciones PAM

• Se utiliza en la comunicación Ethernet.
• Se utiliza en muchos microcontroladores para generar señales de control.
• Se utiliza en fotobiología.
• Se utiliza como controlador electrónico para iluminación LED.
• PAM se usa en la red Ethernet que se usa para conectar dos sistemas y se usa para transferir datos entre estos sistemas. Por lo tanto, PAM se utiliza en comunicaciones Ethernet.
• Las señales de control se pueden generar en varios microcontroladores usando PAM
• Esta técnica de modulación se utiliza principalmente en la transmisión de datos digitales y aplicaciones modificadas PCM y PPM. La mayoría de los módems telefónicos que son más rápidos por encima de los 300 bps usan QAM (modulación de amplitud en cuadratura).

Este artículo trata sobre una visión general de la modulación amplitud de pulso. Además, para cualquier ayuda sobre proyectos electrónicos o cualquier duda con respecto a este artículo, puede contactarnos comentando en la sección de comentarios a continuación.