Pulso modulação (PM) é um tipo de modulação onde o sinal é transmitido na forma de pulso. Nesse tipo de modulação, os sinais contínuos são amostrados em intervalos normais, portanto, essa técnica de modulação é usada para transmitir informações analógicas. A modulação de pulso é classificada em dois tipos de modulação analógica e modulação digital . A modulação analógica é classificada em três tipos PAM, PWM e PPM, enquanto a modulação digital é classificada em código de pulso e modulação delta. Portanto, este artigo discute uma visão geral de um dos tipos de modulação de pulso, a saber – modulação de posição de pulso teoria ou PPM.
O que é modulação de posição de pulso?
A modulação de posição de pulso é um tipo de modulação analógica que permite a variação dentro da posição dos pulsos com base na amplitude do sinal de modulação amostrado, chamada de PPM ou modulação de posição de pulso. Neste tipo de modulação, a amplitude e a largura dos pulsos são mantidas estáveis e a posição dos pulsos apenas variado.
A técnica PPM permite que os computadores transmitam dados simplesmente medindo o tempo necessário para chegar a cada pacote de dados ao computador. So é freqüentemente usado em comunicação óptica onde há pequena interferência de múltiplas vias. Esta modulação transmite totalmente sinais digitais e não pode ser utilizada por sistemas analógicos. Ele transmite dados simples que não são eficientes durante a transferência de arquivos.
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Diagrama de blocos de modulação de posição de pulso
O diagrama de blocos de modulação de posição de pulso é mostrado abaixo, o qual gera um sinal PPM. Sabemos que um sinal de modulação de posição de pulso é facilmente gerado usando um sinal PWM. Portanto, aqui no o/p do comparador, assumimos que um sinal PWM já foi gerado e agora temos que produzir um sinal PPM.
No diagrama de blocos acima, um sinal PAM é gerado a partir do modulador uma vez e, além disso, é processado no comparador para produzir um sinal PWM. Depois disso, a saída do comparador é dada a um multivibrador monoestável que é acionado por borda negativa. Assim, com a borda de fuga do sinal PWM, a saída do monoestável vai alta.
Assim, um pulso do sinal PPM começa na borda de fuga do sinal PWM. Aqui, deve-se notar que a alta duração de saída depende principalmente dos componentes RC do multivibrador. Portanto, esta é a principal razão pela qual um pulso de largura estável é obtido no caso do sinal PPM.
A borda de fuga do sinal PWM muda através do sinal modulante, então com essa mudança, os pulsos de PPM mostrarão mudanças dentro de sua posição. A representação da forma de onda do sinal PPM é mostrada abaixo.
Na forma de onda acima da modulação de posição de pulso, a primeira forma de onda é o sinal de mensagem, o segundo sinal é um sinal portador e o terceiro sinal é o sinal PWM. Este sinal é considerado uma referência para a geração do sinal PPM conforme mostrado no último diagrama. Nas formas de onda acima, podemos notar que o ponto final do pulso PWM assim como o ponto inicial do pulso PPM é coincidente, o que é mostrado com a linha pontilhada.
Detecção de Modulação de Posição de Pulso
A detecção do diagrama de blocos de modulação de posição de pulso é mostrada abaixo. No diagrama de blocos a seguir, podemos observar que inclui um gerador de pulsos, SR FF, gerador de pulsos de referência e um demodulador PWM.
O sinal PPM que é transmitido do circuito de modulação ficará distorcido com o ruído durante a transmissão. Então esse sinal distorcido chegará ao circuito demodulador. O gerador de pulsos usado neste circuito produzirá uma forma de onda pulsada com uma duração fixa. Esta forma de onda é dada ao pino de reset do SR FF. O gerador de pulso de referência produz um pulso de referência com um período fixo uma vez que um sinal PPM transmitido é dado a ele. Portanto, este pulso de referência é utilizado para definir o SR FF. Na saída do FF, esses sinais de set & reset irão gerar um sinal PWM. Além disso, este sinal é processado para dar o sinal de mensagem original.
Como funciona a modulação de posição de pulso?
A modulação de posição de pulso (PPM) simplesmente funciona transmitindo pulsos elétricos, ópticos ou eletromagnéticos para um computador/outro dispositivo para comunicar dados simples. Portanto, ele precisa que ambos os dispositivos sejam coordenados para um relógio semelhante para que ele decodifique os dados com base na transmissão dos pulsos. Como alternativa, mais uma forma de PPM chamada modulação de posição de pulso diferencial permite que todos os sinais sejam codificados dependendo da dissimilaridade entre os tempos de transmissão. Isso significa que um dispositivo receptor precisa monitorar apenas a dissimilaridade nos tempos de chegada para decodificar uma transmissão.
Circuito de Modulação de Posição de Pulso
Geralmente no PPM, a amplitude e a largura dos pulsos são mantidas estáveis, enquanto o arranjo de cada pulso com referência à posição do pulso de referência é modificado com base no valor amostrado instantâneo do sinal de modulação. O diagrama de circuito da modulação de posição de pulso com um temporizador 555 é mostrado abaixo.
Este circuito pode ser construído com diferentes componentes eletrônicos como 555 temporizador IC , resistores R1 e R2, Capacitores como C2 e C3, e diodo D1. Dê as conexões de acordo com o circuito dado abaixo.
Basicamente, o 555 CI é um IC monolítico que está disponível em um pacote DIP de 8 pinos. É usado em muitas aplicações usadas como um multivibrador astável e multivibrador biestável para gerar a onda triangular, onda quadrada, etc. Portanto, a geração de PPM também é considerada uma das aplicações do 555 IC.
Vamos ver como o sinal PPM é gerado usando o circuito PPM acima com 555 IC. Para uma geração de pulsos PWM e pulsos PPM, o temporizador 555 opera em modo monoestável. O modo monoestável é um dos modos dos multivibradores. Multivibradores são geralmente circuitos eletrônicos que não possuem um ou dois estados estáveis. Com base nos estados estáveis, existem três tipos de multivibradores astáveis, biestáveis e monoestáveis.
O pulso PWM de entrada é aplicado ao pino 2 da entrada acionada do tipo 555 IC através de uma rede diferenciadora formada pelo diodo D1, resistor R e capacitor C1. Agora com base na entrada recebida no pino 2, a saída será obtida no pino 3 do 555 timer IC. A saída permanecerá alta durante o período de tempo decidido pelos resistores R2 e C2 para que a largura e a amplitude de cada pulso permaneçam constantes e obteremos um sinal PPM na saída.
Desta forma, o IC do temporizador 555 é usado para gerar um sinal PPM.
Vantagens
o vantagens da modulação de posição de pulso inclui o seguinte.
- PPM tem a maior eficiência de energia em comparação com outras modulações.
- Esta modulação tem interferência de ruído de amplitude menos estável.
- Esta modulação separa facilmente o sinal de um sinal ruidoso.
- Ele precisa de menos energia em comparação com o PAM.
- A separação de sinal e ruído é extremamente simples
- Tem saída de potência transmitida constante.
- Esta técnica é simples para dividir o sinal de um sinal ruidoso.
- Ele precisa de muito menos energia em comparação com PAM e PDM devido à amplitude e pulso de curta duração.
- A fácil remoção e separação de ruído é extremamente fácil neste tipo de modulação.
- A utilização de energia também é extremamente baixa em comparação com outras modulações devido à amplitude e largura de pulso estáveis.
- O PPM comunica apenas comandos simples de um Tx para um Rx, por isso é frequentemente usado em aplicativos leves por causa de suas baixas necessidades de sistema.
Desvantagens
o Desvantagens da modulação de posição de pulso inclui o seguinte.
- O PPM é muito complexo.
- Ele precisa de mais largura de banda para transmissão em comparação com o PAM.
- É extremamente sensível a interferências de vários caminhos, como eco, que podem perturbar uma transmissão alterando a diferença nos tempos de chegada de cada sinal.
- A sincronização é necessária entre o transmissor e o receptor, o que não é viável todas as vezes e exigimos um canal dedicado para isso.
- Dispositivos especiais são necessários para este tipo de modulação.
Formulários
o aplicações de modulação de posição de pulso inclui o seguinte.
- O PPM é usado principalmente em sistemas de telecomunicações e sistemas de controle de tráfego aéreo.
- Esta modulação é usada em controle de rádio, um sistema de comunicação óptica e aplicações militares.
- Esta técnica é usada em aviões, carros de controle remoto, trens, etc.
- O PPM é usado na detecção não coerente sempre que um receptor não requer qualquer Loop de bloqueio de fase ou PLL para rastrear a fase da portadora.
- É usado em comunicação de RF (rádio frequência).
- Também é utilizado em cartões inteligentes sem contato de alta frequência, etiquetas de identificação de radiofrequência, etc.
Assim, trata-se de tudo uma visão geral da modulação de posição de pulso – funcionamento e suas aplicações. Aqui está uma pergunta para você, o que é PWM ?
