Impuls Modulation (PM) ist eine Modulationsart, bei der das Signal in Impulsform übertragen wird. Bei dieser Modulationsart werden kontinuierliche Signale in normalen Intervallen abgetastet, sodass diese Modulationstechnik zur Übertragung analoger Informationen verwendet wird. Die Pulsmodulation wird in zwei Arten von analoger Modulation und klassifiziert digitale Modulation . Die analoge Modulation wird in die drei Typen PAM, PWM und PPM eingeteilt, während die digitale Modulation in Pulscode- und Delta-Modulation eingeteilt wird. Dieser Artikel beschreibt also einen Überblick über eine der Arten der Pulsmodulation, nämlich – Pulspositionsmodulation Theorie oder PPM.
Was ist Pulspositionsmodulation?
Die Pulspositionsmodulation ist eine Art der analogen Modulation, die eine Variation innerhalb der Position der Pulse basierend auf der Amplitude des abgetasteten Modulationssignals ermöglicht und als PPM oder Pulspositionsmodulation bezeichnet wird. Bei dieser Modulationsart die Amplitude und Breite der Impulse werden stabil gehalten und die Position der Impulse nur abwechslungsreich.
Die PPM-Technik ermöglicht es Computern, Daten zu übertragen, indem einfach die Zeit gemessen wird, die benötigt wird, um jedes Datenpaket beim Computer zu erreichen. So wird es häufig in der optischen Kommunikation verwendet, wo es kleine Mehrweginterferenzen gibt. Diese Modulation überträgt vollständig digitale Signale und kann nicht von analogen Systemen verwendet werden. Es überträgt einfache Daten, die beim Übertragen von Dateien nicht effizient sind.
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Blockdiagramm der Pulspositionsmodulation
Unten ist das Blockdiagramm der Pulspositionsmodulation dargestellt, das ein PPM-Signal erzeugt. Wir wissen, dass ein Pulspositionsmodulationssignal leicht durch Verwendung eines PWM-Signals erzeugt werden kann. Also, hier am o/p des Komparators haben wir angenommen, dass bereits ein PWM-Signal erzeugt wird und jetzt müssen wir ein PPM-Signal erzeugen.
In dem obigen Blockdiagramm wird ein PAM-Signal einmal von dem Modulator erzeugt und weiter wird es an dem Komparator verarbeitet, um ein PWM-Signal zu erzeugen. Danach wird der Ausgang des Komparators an einen monostabilen Multivibrator gegeben, der durch eine negative Flanke getriggert wird. Somit geht mit der Hinterflanke des PWM-Signals der Ausgang des Monoflops hoch.
Somit beginnt ein Impuls des PPM-Signals durch die Hinterflanke des PWM-Signals. Dabei ist zu beachten, dass die hohe Ausgangsdauer hauptsächlich von den RC-Gliedern des Multivibrators abhängt. Dies ist also der Hauptgrund, warum im Fall des PPM-Signals eine stabile Impulsbreite erreicht wird.
Die Hinterflanke des PWM-Signals verschiebt sich durch das Modulationssignal, sodass die PPM-Pulse bei dieser Verschiebung Verschiebungen innerhalb ihrer Position aufweisen. Die Wellenformdarstellung des PPM-Signals ist unten gezeigt.
Bei der obigen Wellenform der Pulspositionsmodulation ist die erste Wellenform das Nachrichtensignal, das zweite Signal ein Trägersignal und das dritte Signal das PWM-Signal. Dieses Signal wird als Referenz für die PPM-Signalerzeugung betrachtet, wie im letzten Diagramm gezeigt. In den obigen Wellenformen können wir feststellen, dass die Endpunkt des PWM-Pulses ebenso wie Startpunkt des PPM-Impulses zusammenfällt, was durch die gepunktete Linie dargestellt ist.
Erkennung der Pulspositionsmodulation
Die Erkennung des Pulspositionsmodulations-Blockdiagramms ist unten gezeigt. Im folgenden Blockdiagramm können wir beobachten, dass es einen Impulsgenerator, SR FF, Referenzimpulsgenerator und einen PWM-Demodulator enthält.
Das von der Modulationsschaltung übertragene PPM-Signal wird während der gesamten Übertragung durch das Rauschen verzerrt. Dieses verzerrte Signal erreicht also die Demodulatorschaltung. Der in dieser Schaltung verwendete Impulsgenerator erzeugt eine gepulste Wellenform mit fester Dauer. Diese Wellenform wird an den Reset-Pin des SR FF gegeben. Der Referenzimpulsgenerator erzeugt einen Referenzimpuls mit fester Periode, sobald ihm ein gesendetes PPM-Signal zugeführt wird. Somit wird dieser Referenzimpuls verwendet, um das SR FF einzustellen. Am Ausgang des FF erzeugen diese Set & Reset-Signale ein PWM-Signal. Ferner wird dieses Signal verarbeitet, um das ursprüngliche Nachrichtensignal zu ergeben.
Wie funktioniert die Pulspositionsmodulation?
Pulspositionsmodulation (PPM) funktioniert einfach, indem elektrische, optische oder elektromagnetische Impulse an einen Computer/ein anderes Gerät übertragen werden, um einfache Daten zu übermitteln. Daher müssen beide Geräte mit einer ähnlichen Uhr koordiniert werden, damit sie die Daten auf der Grundlage der einmal gesendeten Impulse dekodiert. Alternativ ermöglicht eine weitere Form von PPM, die als differentielle Pulspositionsmodulation bezeichnet wird, dass alle Signale in Abhängigkeit von der Unähnlichkeit zwischen Sendezeiten codiert werden. Dies bedeutet, dass ein empfangendes Gerät nur die Unähnlichkeit der Ankunftszeiten überwachen muss, um eine Übertragung zu decodieren.
Schaltung zur Pulspositionsmodulation
Im Allgemeinen werden bei PPM die Amplitude und Breite der Impulse stabil gehalten, während die Anordnung jedes Impulses in Bezug auf die Referenzimpulsposition basierend auf dem momentanen Abtastwert des modulierenden Signals modifiziert wird. Das Schaltbild der Pulspositionsmodulation mit einem 555-Timer ist unten dargestellt.
Diese Schaltung kann mit unterschiedlichen elektronischen Bauteilen wie z 555 Timer-IC , Widerstände R1 und R2, Kondensatoren wie C2 & C3 und Diode D1. Geben Sie die Verbindungen gemäß der unten angegebenen Schaltung an.
Grundsätzlich die 555 IC ist ein monolithischer IC, der in einem 8-poligen DIP-Gehäuse verfügbar ist. Es wird in vielen Anwendungen als ein verwendet Astabiler Multivibrator und bistabiler Multivibrator um Dreieckswellen, Rechteckwellen usw. zu erzeugen. Daher wird die Erzeugung von PPM auch als eine der Anwendungen von 555 IC angesehen.
Sehen wir uns an, wie das PPM-Signal mit der obigen PPM-Schaltung mit 555 IC erzeugt wird. Für eine Erzeugung von PWM-Pulsen und PPM-Pulsen arbeitet der 555-Timer im monostabilen Modus. Der monostabile Modus ist einer der Modi von Multivibratoren. Multivibratoren sind im Allgemeinen elektronische Schaltungen, die keinen oder zwei stabile Zustände haben. Basierend auf den stabilen Zuständen gibt es drei Arten von astabilen, bistabilen und monostabilen Multivibratoren.
Der Eingangs-PWM-Impuls wird über ein aus Diode D1, Widerstand R und Kondensator C1 gebildetes Differenziernetzwerk an Pin2 des 555-IC-ähnlichen getriggerten Eingangs angelegt. Basierend auf der empfangenen Eingabe an Pin2 wird die Ausgabe an Pin3 des 555-Timer-IC erhalten. Der Ausgang bleibt für die Dauer der durch die Widerstände R2 und C2 festgelegten Zeitspanne hoch, so dass die Breite und Amplitude jedes Impulses konstant bleiben und wir am Ausgang ein PPM-Signal erhalten.
Auf diese Weise wird der 555-Timer-IC zum Erzeugen eines PPM-Signals verwendet.
Vorteile
Die Vorteile der Pulslagemodulation füge folgendes hinzu.
- PPM hat im Vergleich zu anderen Modulationen die höchste Energieeffizienz.
- Diese Modulation hat weniger stabile Amplitudenrauschstörungen.
- Diese Modulation trennt das Signal leicht von einem verrauschten Signal.
- Es benötigt im Vergleich zu PAM weniger Strom.
- Die Trennung von Signal und Rauschen ist extrem einfach
- Es hat eine konstante Sendeleistung.
- Diese Technik ist einfach, um das Signal von einem verrauschten Signal zu trennen.
- Aufgrund der Amplitude und der kurzen Impulsdauer benötigt es im Vergleich zu PAM und PDM extrem weniger Strom.
- Einfache Rauschentfernung und -trennung ist bei dieser Art der Modulation extrem einfach.
- Auch die Leistungsausnutzung ist im Vergleich zu anderen Modulationen aufgrund der stabilen Impulsamplitude und -breite extrem niedrig.
- PPM kommuniziert nur einfache Befehle von einem Tx zu einem Rx, daher wird es aufgrund seiner geringen Systemanforderungen häufig in leichten Anwendungen verwendet.
Nachteile
Die Nachteile der Pulslagemodulation füge folgendes hinzu.
- PPM ist sehr komplex.
- Es benötigt im Vergleich zu PAM mehr Bandbreite für die Übertragung.
- Es ist extrem empfindlich gegenüber Mehrweginterferenzen wie Echos, die eine Übertragung stören können, indem sie den Unterschied in den Ankunftszeiten jedes Signals ändern.
- Zwischen Sender und Empfänger ist eine Synchronisation erforderlich, die nicht jedes Mal möglich ist, und wir benötigen dafür einen dedizierten Kanal.
- Für diese Art der Modulation sind spezielle Geräte erforderlich.
Anwendungen
Die Anwendungen der Pulspositionsmodulation füge folgendes hinzu.
- Das PPM wird hauptsächlich in Telekommunikationssystemen und Flugsicherungssystemen verwendet.
- Diese Modulation wird in der Funksteuerung, einem optischen Kommunikationssystem und militärischen Anwendungen verwendet.
- Diese Technik wird in Flugzeugen, ferngesteuerten Autos, Zügen usw.
- PPM wird bei der nicht kohärenten Detektion verwendet, wo immer ein Empfänger keine benötigt Phasenregelkreis oder PLL, um die Phase des Trägers zu verfolgen.
- Es wird in der RF-Kommunikation (Radio Frequency) verwendet.
- Es wird auch in kontaktlosen Hochfrequenz-Smartcards, Hochfrequenz-ID-Tags usw. verwendet.
Es geht also um alles einen Überblick über die Pulspositionsmodulation – Arbeiten und seine Anwendungen. Hier ist eine Frage an Sie, was ist PWM ?
