ANALOGISET PULSSIMODULAATIOT PAM, PWM JA PPM

Transkriptio

1 1 ANALOGISET PULSSIMODULAATIOT PAM, PWM JA PPM Millä eri tavoilla ignaalinäyteet voidaan eittää & koodata?

2 PULSSIMODULAATIOMENETELMIEN LUOKITTELU Modulaatioenetelät Analogiet Digitaaliet Kantoaaltoodulaatiot DSB, AM, SSB, VSB, FM, PM, QDSB Puliodulaatiot PAM, PWM, PPM Kantoaaltoodulaatiot ASK, PSK, FSK Puliodulaatiot M, PCM

3 NYQUISTIN NÄYTEENOTTOTOREEMA 3 Puliodulaatio perutuu iihen, että anoa t) voidaan eittää Nyquitin näytteenottoteoreean ukaieti näytteidenä avulla: Jo kantataajuien anoaignaalin kaitanlevey on W, niin vähintään W-uuruiella nopeudella näytteitetty ignaali on ideaalieti rekontruoitavia näytteitään ideaaliella alipäätöuodattiella. Analogiea pulien näytteiden arvoalue on jatkuva ja digitaaliea dikreetti. Siniuotoita kantoaaltoa ei enää eiinny. Analogiea tapaukea anoan näytteen arvo on verrannollinen pulin aplitudiin PAM), leveyteen PWM) tai paikkaan PPM). Digitaaliea puliodulaatioa näyte koodataan binäärieti. Puliodulaatioon liitetään uein aikajakoultiplekointi TDM) ueiden toiitaan riippuattoien anoaignaalien iirtäieki yhdellä galvaaniella iirtoyhteydellä tai radioaallolla.

4 PAM, PWM, PPM 4 PPM:llä kapea puli aikakehyken frae) iällä.

5 5 PULSSIN AMPLITUDIMODULAATIO PAM)

6 PULSSIN AMPLITUDIMODULAATIO PAM 6 Tarvitaan näytteenotto- ja pitopiiri, jonne näyteipulit enevät. Pulin levey vakio. Aplitudi verrannollinen näytteen arvoon. Näyte nouevalla reunalla. Lineaarinen odulaatio kahden eri ignaalin näytteiden PAM:ien ua on aa kuin näytteiden uan PAM). Ilaiu alipäätöuodattiella. Saatetaan tarvita pulikorjainuodatinta ekvaliaattori) puliärön poitaieki ennen LPF.

7 PULSSIN AMPLITUDIMODULAATIO PAM S) 7 + = = = = = = τ τ δ τ τ τ τ δ τ π ) / ) ) ) ) ) ) in ) / ) n c n f j nt t nt t nt t nt t e f c f H t t h Pitopiirin ipulivate on Rect-funktio

8 PAM-ILMAISUN IDEA Näyttenotto vähintään Nyquitin taajuudella W ahdollitaa analogien ignaalin palauttaien ipulinäytteitään ideaaliella alipäätöuodattiella, jonka ipulivate on inc-funktio. 8 = = W n t W W n t W W n t n in ) π π

9 PAM-AIKAJAKOTEKNIIKKA 9

10 PAM-SIGNAALIN SPEKTRI JA ILMAISU 10 Alipäätöuodatinilaiu on helpoti pääteltäviä pektritä näytteitetyn ignaalin pektri on aina periodinen). f ax LPF:n päätökaita

11 11 PULSSIN LEVEYSMODULAATIO PWM)

12 PWM-MODULAATTORIN IDEA 1 Pulin aplitudi on vakio. PAM tarvitaan välivaiheena. Jo levey >T / poitiivinen näytearvo, uuten negatiivinen. Kun levey on T /, niin t) = 0.

13 PWM-MODULAATTORIN TOTEUTUS 13 Epälineaarinen odulaatio kahden eri ignaalin näytteiden PWModulaatioiden ua on eri aia kuin näytteiden uan PWM) PWM ei juurikaan käytetä tiedoniirroa. Sopii elektroniikan erikoiratkaiuihin tarvittaea vaihtuvapituiia ohjaupuleja.

14 PWM-SIGNAALIN SPEKTRI JA ILMAISU 14 Deodulointi alipäätöuodattaalla. Spektri voidaan johtaa anoalle t) = β coπf t A pulin aplitudi, β od. indeki): x t) = A L π A = 1 n= 1 Aβ co πf 1 J 0 A t + π = 1 πβ ) in π f [ 1) J πβ )] + nf 1 in πf t L nπ ) t + + in π f nf LPF päätää halutun koponentin taajuudella f. PWM:n epälineaariuu näkyy taajuukien f ja f kekeiodulaationa. 0 nπ ) t + DC-koponentti Kekeiodulaatiotulokia epälineaariuudeta johtuen Sanoa

15 ESIMERKKI S) 15

16 16 PULSSIN PAIKKAMODULAATIO PPM)

17 PULSSIN PAIKKAMODULAATIO PPM 17 Pulin aplitudi ja levey vakioita. Generointi: PAM PWM PPM

18 PULSSIN PAIKKAMODULAATIO PPM 18 Epälineaarinen odulaatio kahden eri ignaalin näytteiden PPModulaatioiden ua on eri aia kuin näytteiden uan PPM) Ilaiiena LPF ja integraattori. Jo f riitävän uuri, niin LPF ei tarvita, koka integraattori uorittaa käytännöä yö alipäätöuodatuken.

19 PPM-ILMAISU 19 Spektri on PWM:n kaltainen. Se voidaan johtaa koiniuotoielle anoalle t) = βcoπf t. β on odulaatioindeki ja Gf) on perupulin pektri. DC poitetaan kondenaattorilla. x t) = f G0) βf G f )in πf t + LJ n πβ) G f + nf ) co π f + nf ) t + Sanoan derivaatta f + nf ) Kaavata voidaan helpoti päätellä LPF:n ja integraattorin tarve. PPM-tyyppinen odulaatio on viieaikoina herättänyt kiinnotuta, koka periaatetta voidaan oveltaa ultraleveiä UWB-järjeteliä. Suuri kaitanlevey uuri aikareoluutio pulien paikka voidaan äärittää tarkati. = 1 n= 1 DCkoponentti LPFuodatetaan nπ L