Nabız modülasyon (PM), sinyalin darbe biçiminde iletildiği bir modülasyon türüdür. Bu tür modülasyonda, sürekli sinyaller normal aralıklarla örneklenir, dolayısıyla bu modülasyon tekniği analog bilgiyi iletmek için kullanılır. Darbe modülasyonu iki tür analog modülasyon olarak sınıflandırılır ve dijital modülasyon . Analog modülasyon üç tip PAM, PWM ve PPM olarak sınıflandırılırken, dijital modülasyon darbe kodu ve delta modülasyonu olarak sınıflandırılır. Bu nedenle, bu makale darbe modülasyon türlerinden birine genel bir bakışı tartışıyor, yani - darbe konum modülasyonu teori veya PPM.
Darbe Konum Modülasyonu nedir?
Darbe konum modülasyonu, örneklenen modüle edici sinyalin genliğine bağlı olarak darbelerin konumu içinde varyasyona izin veren bir tür analog modülasyondur, PPM veya Darbe Konum Modülasyonu olarak adlandırılır. Bu tip modülasyonda, darbelerin genliği ve genişliği sabit tutulur ve darbelerin konumu sadece çeşitlidir.
PPM tekniği, bilgisayarların her bir veri paketinin bilgisayara ulaşması için geçen süreyi basitçe ölçerek veri iletmesine olanak tanır. Bu nedenle, küçük çok yollu girişimin olduğu optik iletişimde sıklıkla kullanılır. Bu modülasyon tamamen dijital sinyalleri iletir ve analog sistemler tarafından kullanılamaz. Dosyaları aktarırken verimli olmayan basit verileri iletir.
PPM, PWM ve PAM arasındaki fark hakkında daha fazla bilgi için buraya tıklayın
Darbe Pozisyon Modülasyonu Blok Şeması
Bir PPM sinyali üreten darbe konumu modülasyonu blok şeması aşağıda gösterilmiştir. Bir darbe konum modülasyon sinyalinin, bir PWM sinyali kullanılarak kolayca üretildiğini biliyoruz. Dolayısıyla, burada karşılaştırıcının o/p'sinde, zaten bir PWM sinyalinin üretildiğini varsaydık ve şimdi bir PPM sinyali üretmemiz gerekiyor.
Yukarıdaki blok şemada, modülatörden bir kez bir PAM sinyali üretilir ve ayrıca bir PWM sinyali üretmek için karşılaştırıcıda işlenir. Bundan sonra, karşılaştırıcının çıktısı, negatif kenar tetiklemeli tek kararlı bir multivibratöre verilir. Böylece, PWM sinyalinin arka kenarı ile monostabilin çıkışı yükselir.
Böylece, PPM sinyalinin bir darbesi, PWM sinyalinin arka kenarı tarafından başlar. Burada, yüksek çıkış süresinin esas olarak multivibratörün RC bileşenlerine bağlı olduğuna dikkat edilmelidir. Dolayısıyla, PPM sinyali durumunda kararlı bir genişlik darbesinin elde edilmesinin ana nedeni budur.
PWM sinyalinin arka kenarı, modüle edici sinyal boyunca kayar, dolayısıyla bu kayma ile PPM darbeleri, konumu dahilinde kaymalar gösterecektir. PPM sinyalinin dalga formu gösterimi aşağıda gösterilmiştir.
Darbe konum modülasyonunun yukarıdaki dalga biçiminde, birinci dalga biçimi mesaj sinyalidir, ikinci sinyal bir taşıyıcı sinyaldir ve üçüncü sinyal PWM sinyalidir. Bu sinyal, son şemada gösterildiği gibi PPM sinyal üretimi için bir referans olarak kabul edilir. Yukarıdaki dalga formlarında, şunu fark edebiliriz: PWM darbesinin bitiş noktası yanı sıra PPM darbesinin başlangıç noktası noktalı çizgi ile gösterilen çakışıyor.
Darbe Konum Modülasyonunun Tespiti
Darbe konumu modülasyonu blok şemasının tespiti aşağıda gösterilmiştir. Aşağıdaki blok şemasında, bir puls üreteci, SR FF, referans puls üreteci ve bir PWM demodülatörü içerdiğini gözlemleyebiliriz.
Modülasyon devresinden iletilen PPM sinyali, iletim boyunca gürültü ile bozulacaktır. Böylece bu bozuk sinyal demodülatör devresine ulaşacaktır. Bu devrede kullanılan darbe üreteci, sabit süreli bir darbeli dalga formu üretecektir. Bu dalga formu, SR FF'nin sıfırlama pimine verilir. Referans darbe üreteci, kendisine iletilen bir PPM sinyali verildikten sonra sabit periyotlu bir referans darbesi üretir. Dolayısıyla bu referans darbesi, SR FF'yi ayarlamak için kullanılır. FF'nin çıkışında, bu set & reset sinyalleri bir PWM sinyali üretecektir. Ayrıca, bu sinyal orijinal mesaj sinyalini vermek üzere işlenir.
Darbe Konum Modülasyonu Nasıl Çalışır?
Darbe konum modülasyonu (PPM), basit verileri iletmek için bir bilgisayara/başka bir cihaza elektriksel, optik veya elektromanyetik darbeler ileterek çalışır. Bu nedenle, her iki cihazın da benzer bir saate göre koordine edilmesi gerekiyor, böylece darbelerin bir kez yayınlanmasına dayalı olarak verilerin kodunu çözüyor. Alternatif olarak, diferansiyel darbe konumu modülasyonu adı verilen başka bir PPM biçimi, yayın süreleri arasındaki farklılığa bağlı olarak tüm sinyallerin kodlanmasına izin verir. Bu, bir alıcı cihazın bir iletimi çözmek için yalnızca varış zamanlarındaki farklılığı izlemesi gerektiği anlamına gelir.
Darbe Konum Modülasyon Devresi
Genel olarak PPM'de darbelerin genliği ve genişliği sabit tutulurken her darbenin referans darbe konumuna göre düzenlenmesi, modüle edici sinyalin anlık örneklenmiş değerine göre değiştirilir. 555 zamanlayıcı ile darbe konum modülasyonunun devre şeması aşağıda gösterilmiştir.
Bu devre, aşağıdakiler gibi farklı elektronik bileşenlerle oluşturulabilir: 555 zamanlayıcı entegresi , dirençler R1 ve R2, kapasitörler C2 ve C3 gibi ve diyot D1. Bağlantıları aşağıda verilen devreye göre yapınız.
Temel olarak, 555 IC 8 pinli bir DIP paketinde bulunan yekpare bir IC'dir. olarak kullanılan birçok uygulamada kullanılmaktadır. kararsız multivibratör ve iki durumlu multivibratör üçgen dalga, kare dalga vb. oluşturmak için. Dolayısıyla, PPM üretimi de 555 IC'nin uygulamalarından biri olarak kabul edilir.
555 IC ile yukarıdaki PPM devresi kullanılarak PPM sinyalinin nasıl üretildiğini görelim. Bir nesil PWM darbeleri ve PPM darbeleri için, 555 zamanlayıcı tek kararlı modda çalışır. Monostabil mod, multivibratörlerin modlarından biridir. Multivibratörler genellikle bir veya iki sabit durumu olmayan elektronik devrelerdir. Kararlı durumlara bağlı olarak, üç tip kararsız, iki durumlu ve tek kararlı multivibratör vardır.
Giriş PWM darbesi, diyot D1, direnç R ve kapasitör C1 tarafından oluşturulan bir farklılaştırıcı ağ aracılığıyla 555 IC benzeri tetiklenmiş girişin pin2'sine uygulanır. Şimdi pin2'de alınan girişe bağlı olarak, çıkış 555 zamanlayıcı IC'nin pin3'ünde elde edilecektir. Çıkış, R2 ve C2 dirençleri tarafından belirlenen süre boyunca yüksek kalacak, böylece her darbenin genişliği ve genliği sabit kalacak ve çıkışta bir PPM sinyali alacağız.
Bu şekilde, 555 zamanlayıcı IC, bir PPM sinyali üretmek için kullanılır.
Avantajlar
bu darbe konum modülasyonunun avantajları aşağıdakileri dahil edin.
- PPM, diğer modülasyonlara kıyasla en yüksek güç verimliliğine sahiptir.
- Bu modülasyon, daha az kararlı genlik gürültü girişimine sahiptir.
- Bu modülasyon, sinyali gürültülü bir sinyalden kolayca ayırır.
- PAM ile karşılaştırıldığında daha az güce ihtiyaç duyar.
- Sinyal ve gürültünün ayrılması son derece basittir
- Sabit iletilen güç çıkışına sahiptir.
- Bu teknik, sinyali gürültülü bir sinyalden ayırmak için basittir.
- Genlik ve kısa süreli darbe nedeniyle PAM ve PDM'ye kıyasla çok daha az güce ihtiyaç duyar.
- Kolay gürültü giderme ve ayırma, bu tür modülasyonda son derece kolaydır.
- Kararlı darbe genliği ve genişliği nedeniyle güç kullanımı da diğer modülasyonlara kıyasla son derece düşüktür.
- PPM, bir Tx'ten bir Rx'e yalnızca basit komutları iletir, bu nedenle, düşük sistem gereksinimleri nedeniyle hafif uygulamalarda sıklıkla kullanılır.
Dezavantajları
bu darbe konum modülasyonunun dezavantajları aşağıdakileri dahil edin.
- PPM çok karmaşıktır.
- PAM ile karşılaştırıldığında iletim için daha fazla bant genişliğine ihtiyaç duyar.
- Her sinyalin varış zamanlarındaki farkı değiştirerek bir iletimi bozabilecek yankı gibi çok yollu parazitlere karşı son derece hassastır.
- Verici ve alıcı arasında her seferinde mümkün olmayan senkronizasyon gereklidir ve bunun için özel bir kanala ihtiyacımız vardır.
- Bu tür bir modülasyon için özel cihazlar gereklidir.
Uygulamalar
bu darbe konum modülasyonu uygulamaları aşağıdakileri dahil edin.
- PPM esas olarak telekomünikasyon sistemlerinde ve hava trafik kontrol sistemlerinde kullanılır.
- Bu modülasyon, radyo kontrolünde, bir optik iletişim sisteminde ve askeri uygulamalarda kullanılır.
- Bu teknik uçaklarda, uzaktan kumandalı arabalarda, trenlerde vb. kullanılır.
- PPM, tutarlı olmayan algılamada, bir alıcının herhangi bir veri gerektirmediği durumlarda kullanılır. Faz kilitleme döngüsü veya taşıyıcının aşamasını izlemek için PLL.
- RF (radyo frekansı) iletişiminde kullanılır.
- Ayrıca yüksek frekanslı, temassız akıllı kartlarda, radyo frekansı kimlik etiketlerinde vb.
Böylece, her şey bununla ilgili darbe konum modülasyonuna genel bakış – çalışma ve uygulamaları. İşte size bir soru, nedir PWM ?
