Σφυγμός διαμόρφωση Το (PM) είναι ένας τύπος διαμόρφωσης όπου το σήμα μεταδίδεται σε μορφή παλμού. Σε αυτόν τον τύπο διαμόρφωσης, γίνεται δειγματοληψία συνεχών σημάτων σε κανονικά διαστήματα, επομένως αυτή η τεχνική διαμόρφωσης χρησιμοποιείται για τη μετάδοση αναλογικών πληροφοριών. Η διαμόρφωση παλμού ταξινομείται σε δύο τύπους αναλογικής διαμόρφωσης και ψηφιακή διαμόρφωση . Η αναλογική διαμόρφωση ταξινομείται σε τρεις τύπους PAM, PWM και PPM ενώ η ψηφιακή διαμόρφωση ταξινομείται σε παλμικό κώδικα και διαμόρφωση δέλτα. Έτσι, αυτό το άρθρο εξετάζει μια επισκόπηση ενός από τους τύπους διαμόρφωσης παλμού, δηλαδή - διαμόρφωση θέσης παλμού θεωρία ή PPM.
Τι είναι η Διαμόρφωση θέσης παλμού;
Η διαμόρφωση θέσης παλμού είναι ένας τύπος αναλογικής διαμόρφωσης που επιτρέπει τη μεταβολή στη θέση των παλμών με βάση το πλάτος του δειγματοληπτικού ρυθμιστικού σήματος ονομάζεται PPM ή Διαμόρφωση θέσης παλμού. Σε αυτόν τον τύπο διαμόρφωσης, το πλάτος & το πλάτος των παλμών διατηρούνται σταθερά & η θέση των παλμών μόνο ποικίλη.
Η τεχνική PPM επιτρέπει στους υπολογιστές να μεταδίδουν δεδομένα μετρώντας απλώς τον χρόνο που χρειάζεται για να φτάσει κάθε πακέτο δεδομένων στον υπολογιστή. Έτσι χρησιμοποιείται συχνά στην οπτική επικοινωνία όπου υπάρχουν μικρές παρεμβολές πολλαπλών διαδρομών. Αυτή η διαμόρφωση μεταδίδει πλήρως ψηφιακά σήματα και δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί από αναλογικά συστήματα. Μεταδίδει απλά δεδομένα που δεν είναι αποτελεσματικά κατά τη μεταφορά αρχείων.
Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τη διαφορά μεταξύ των PPM, PWM και PAM Κάντε κλικ ΕΔΩ
Διάγραμμα μπλοκ διαμόρφωσης θέσης παλμού
Το μπλοκ διάγραμμα διαμόρφωσης θέσης παλμού φαίνεται παρακάτω το οποίο παράγει ένα σήμα PPM. Γνωρίζουμε ότι ένα σήμα διαμόρφωσης θέσης παλμού δημιουργείται εύκολα χρησιμοποιώντας ένα σήμα PWM. Έτσι, εδώ στο o/p του συγκριτή, έχουμε υποθέσει ότι ένα σήμα PWM δημιουργείται ήδη και τώρα πρέπει να παράγουμε ένα σήμα PPM.
Στο παραπάνω μπλοκ διάγραμμα, ένα σήμα PAM δημιουργείται από τον διαμορφωτή μία φορά, και περαιτέρω, υποβάλλεται σε επεξεργασία στον συγκριτή για να παραχθεί ένα σήμα PWM. Μετά από αυτό, η έξοδος του συγκριτή δίνεται σε έναν μονοσταθερό πολυδονητή που ενεργοποιείται με αρνητική ακμή. Έτσι, με το πίσω άκρο του σήματος PWM, η έξοδος του μονοσταθερού ανεβαίνει ψηλά.
Έτσι, ένας παλμός του σήματος PPM ξεκινά από την τελική ακμή του σήματος PWM. Εδώ, πρέπει να σημειωθεί ότι η υψηλή διάρκεια εξόδου εξαρτάται κυρίως από τα εξαρτήματα RC του πολυδονητή. Αυτός είναι λοιπόν ο κύριος λόγος για τον οποίο επιτυγχάνεται σταθερός παλμός πλάτους στην περίπτωση του σήματος PPM.
Η τελική ακμή του σήματος PWM μετατοπίζεται μέσω του σήματος διαμόρφωσης, επομένως με αυτή τη μετατόπιση, οι παλμοί του PPM θα εμφανίζουν μετατοπίσεις εντός της θέσης του. Η αναπαράσταση κυματομορφής του σήματος PPM φαίνεται παρακάτω.
Στην παραπάνω κυματομορφή διαμόρφωσης θέσης παλμού, η πρώτη κυματομορφή είναι το σήμα μηνύματος, το δεύτερο σήμα είναι ένα σήμα φορέα και το τρίτο σήμα είναι το σήμα PWM. Αυτό το σήμα θεωρείται αναφορά για τη δημιουργία σήματος PPM όπως φαίνεται στο τελευταίο διάγραμμα. Στις παραπάνω κυματομορφές, μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι το σημείο λήξης του παλμού PWM καθώς και η σημείο εκκίνησης του παλμού PPM συμπίπτει, το οποίο φαίνεται με τη διακεκομμένη γραμμή.
Ανίχνευση Διαμόρφωσης Θέσης Παλμού
Η ανίχνευση του μπλοκ διαγράμματος διαμόρφωσης θέσης παλμού φαίνεται παρακάτω. Στο παρακάτω μπλοκ διάγραμμα, μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι περιλαμβάνει μια γεννήτρια παλμών, SR FF, γεννήτρια παλμών αναφοράς & έναν αποδιαμορφωτή PWM.
Το σήμα PPM που μεταδίδεται από το κύκλωμα διαμόρφωσης θα παραμορφωθεί με τον θόρυβο σε όλη τη μετάδοση. Έτσι αυτό το παραμορφωμένο σήμα θα φτάσει στο κύκλωμα του αποδιαμορφωτή. Η γεννήτρια παλμών που χρησιμοποιείται σε αυτό το κύκλωμα θα παράγει μια παλμική κυματομορφή με σταθερή διάρκεια. Αυτή η κυματομορφή δίνεται στον ακροδέκτη επαναφοράς του SR FF. Η γεννήτρια παλμών αναφοράς παράγει έναν παλμό αναφοράς με σταθερή περίοδο μόλις της δοθεί ένα εκπεμπόμενο σήμα PPM. Έτσι, αυτός ο παλμός αναφοράς χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση του SR FF. Στην έξοδο του FF, αυτά τα σήματα ρύθμισης και επαναφοράς θα δημιουργήσουν ένα σήμα PWM. Περαιτέρω, αυτό το σήμα επεξεργάζεται για να δώσει το αρχικό σήμα μηνύματος.
Πώς λειτουργεί η διαμόρφωση θέσης παλμού;
Η διαμόρφωση θέσης παλμού (PPM) λειτουργεί απλώς με τη μετάδοση ηλεκτρικών, οπτικών ή ηλεκτρομαγνητικών παλμών σε έναν υπολογιστή/άλλη συσκευή για την επικοινωνία απλών δεδομένων. Άρα χρειάζεται να συντονιστούν και οι δύο συσκευές σε ένα παρόμοιο ρολόι, έτσι ώστε να αποκωδικοποιεί τα δεδομένα με βάση τη στιγμή που μεταδόθηκαν οι παλμοί. Εναλλακτικά, μια ακόμη μορφή PPM που ονομάζεται διαμόρφωση διαφορικής θέσης παλμού επιτρέπει την κωδικοποίηση όλων των σημάτων ανάλογα με την ανομοιότητα μεταξύ των χρόνων εκπομπής. Αυτό σημαίνει ότι μια συσκευή λήψης πρέπει να παρακολουθεί μόνο την ανομοιότητα στους χρόνους άφιξης για να αποκωδικοποιήσει μια μετάδοση.
Κύκλωμα διαμόρφωσης θέσης παλμού
Γενικά στο PPM, το πλάτος και το πλάτος των παλμών διατηρούνται σταθερά, ενώ η διάταξη κάθε παλμού με αναφορά στη θέση παλμού αναφοράς τροποποιείται με βάση την στιγμιαία τιμή δειγματοληψίας του σήματος διαμόρφωσης. Το διάγραμμα κυκλώματος της διαμόρφωσης θέσης παλμού με χρονόμετρο 555 φαίνεται παρακάτω.
Αυτό το κύκλωμα μπορεί να κατασκευαστεί με διαφορετικά ηλεκτρονικά εξαρτήματα όπως 555 χρονόμετρο IC , αντιστάσεις R1 και R2, Πυκνωτές όπως C2 & C3, και δίοδος Δ1. Δώστε τις συνδέσεις σύμφωνα με το κύκλωμα που δίνεται παρακάτω.
Βασικά, το 555 IC είναι ένα μονολιθικό IC που διατίθεται σε συσκευασία DIP 8 ακίδων. Χρησιμοποιείται σε πολλές εφαρμογές που χρησιμοποιούνται ως ασταθής πολυδονητής και δισταθής πολυδονητής για να δημιουργήσετε το τριγωνικό κύμα, το τετράγωνο κύμα κ.λπ. Έτσι, η παραγωγή PPM θεωρείται επίσης μια από τις εφαρμογές του 555 IC.
Ας δούμε πώς παράγεται το σήμα PPM χρησιμοποιώντας το παραπάνω κύκλωμα PPM με 555 IC. Για μια γενιά παλμών PWM και παλμών PPM, ο χρονοδιακόπτης 555 λειτουργεί σε μονοσταθερή λειτουργία. Η μονοσταθερή λειτουργία είναι ένας από τους τρόπους λειτουργίας των πολυδονητών. Οι πολυδονητές είναι γενικά ηλεκτρονικά κυκλώματα που δεν έχουν μία ή δύο σταθερές καταστάσεις. Με βάση τις σταθερές καταστάσεις, υπάρχουν τρεις τύποι ασταθείς, δισταθεροί και μονοσταθεροί πολυδονητές.
Ο παλμός εισόδου PWM εφαρμόζεται στον ακροδέκτη 2 της εισόδου που ενεργοποιείται με IC 555 μέσω ενός δικτύου διαφοροποίησης που σχηματίζεται από τη δίοδο D1, την αντίσταση R και τον πυκνωτή C1. Τώρα με βάση τη ληφθείσα είσοδο στο pin2, η έξοδος θα λαμβάνεται στο pin3 του 555 χρονοδιακόπτη IC. Η έξοδος θα παραμείνει υψηλή για τη διάρκεια της χρονικής περιόδου που αποφασίζουν οι αντιστάσεις R2 και C2, έτσι ώστε το πλάτος και το πλάτος κάθε παλμού να παραμένουν σταθερά και να έχουμε ένα σήμα PPM στην έξοδο.
Με αυτόν τον τρόπο, το IC χρονοδιακόπτη 555 χρησιμοποιείται για τη δημιουργία σήματος PPM.
Πλεονεκτήματα
ο πλεονεκτήματα της διαμόρφωσης θέσης παλμού περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Το PPM έχει τη μεγαλύτερη απόδοση ισχύος σε σύγκριση με άλλες διαμορφώσεις.
- Αυτή η διαμόρφωση έχει λιγότερο σταθερή παρεμβολή θορύβου πλάτους.
- Αυτή η διαμόρφωση διαχωρίζει εύκολα το σήμα από ένα θορυβώδες σήμα.
- Χρειάζεται λιγότερη ενέργεια σε σύγκριση με το PAM.
- Ο διαχωρισμός σήματος και θορύβου είναι εξαιρετικά απλός
- Έχει σταθερή μεταδιδόμενη ισχύ εξόδου.
- Αυτή η τεχνική είναι απλή για να διαιρέσετε το σήμα από ένα θορυβώδες σήμα.
- Χρειάζεται εξαιρετικά λιγότερη ισχύ σε σύγκριση με το PAM & PDM λόγω του πλάτους και του παλμού μικρής διάρκειας.
- Η εύκολη αφαίρεση και ο διαχωρισμός θορύβου είναι εξαιρετικά εύκολη σε αυτόν τον τύπο διαμόρφωσης.
- Η χρήση ισχύος είναι επίσης εξαιρετικά χαμηλή σε σύγκριση με άλλες διαμορφώσεις λόγω του σταθερού πλάτους και πλάτους παλμού.
- Το PPM επικοινωνεί μόνο απλές εντολές από ένα Tx σε ένα Rx, επομένως χρησιμοποιείται συχνά σε ελαφριές εφαρμογές λόγω των χαμηλών αναγκών του συστήματος.
Μειονεκτήματα
ο μειονεκτήματα της διαμόρφωσης θέσης παλμού περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Το PPM είναι πολύ περίπλοκο.
- Χρειάζεται περισσότερο εύρος ζώνης για μετάδοση σε σύγκριση με το PAM.
- Είναι εξαιρετικά ευαίσθητο σε παρεμβολές πολλαπλών διαδρομών όπως η ηχώ που μπορεί να διαταράξει μια μετάδοση αλλάζοντας τη διαφορά στους χρόνους άφιξης κάθε σήματος.
- Είναι απαραίτητος ο συγχρονισμός μεταξύ πομπού και δέκτη, ο οποίος δεν είναι εφικτός κάθε φορά και χρειαζόμαστε ένα αποκλειστικό κανάλι για αυτόν.
- Για αυτού του είδους τη διαμόρφωση απαιτούνται ειδικές συσκευές.
Εφαρμογές
ο εφαρμογές διαμόρφωσης θέσης παλμού περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Το PPM χρησιμοποιείται κυρίως σε συστήματα τηλεπικοινωνιών και συστημάτων ελέγχου εναέριας κυκλοφορίας.
- Αυτή η διαμόρφωση χρησιμοποιείται σε ραδιοέλεγχο, οπτικό σύστημα επικοινωνίας και στρατιωτικές εφαρμογές.
- Αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται σε αεροπλάνα, τηλεκατευθυνόμενα αυτοκίνητα, τρένα κ.λπ.
- Το PPM χρησιμοποιείται σε μη συνεκτική ανίχνευση όπου ο δέκτης δεν απαιτεί καμία Βρόχος κλειδώματος φάσης ή PLL για παρακολούθηση της φάσης του φορέα.
- Χρησιμοποιείται στην επικοινωνία RF (ραδιοσυχνότητας).
- Χρησιμοποιείται επίσης σε έξυπνες κάρτες υψηλής συχνότητας, ανέπαφες, ετικέτες αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων κ.λπ.
Επομένως, πρόκειται για όλα μια επισκόπηση της διαμόρφωσης θέσης παλμού – την εργασία και τις εφαρμογές της. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, τι είναι PWM ?
