Comunicação Analógica - Modulação de Pulso
Após a modulação de onda contínua, a próxima divisão é a modulação de pulso. Neste capítulo, vamos discutir as seguintes técnicas de modulação de pulso analógico.
- Modulação de amplitude de pulso
- Modulação de largura de pulso
- Modulação de posição de pulso
Modulação de amplitude de pulso
No Pulse Amplitude Modulation (PAM) técnica, a amplitude da portadora de pulso varia, que é proporcional à amplitude instantânea do sinal de mensagem.
O sinal modulado por amplitude de pulso seguirá a amplitude do sinal original, à medida que o sinal traça o caminho de toda a onda. No PAM natural, um sinal amostrado na taxa de Nyquist pode ser reconstruído, passando-o por um eficienteLow Pass Filter (LPF) com frequência de corte exata.
As figuras a seguir explicam a modulação de amplitude de pulso.
Embora o sinal PAM seja passado por um LPF, ele não pode recuperar o sinal sem distorção. Portanto, para evitar esse ruído, use a amostragem plana. O sinal PAM de topo plano é mostrado na figura a seguir.
Flat-top samplingé o processo no qual, o sinal amostrado pode ser representado em pulsos para os quais a amplitude do sinal não pode ser alterada em relação ao sinal analógico a ser amostrado. Os topos da amplitude permanecem planos. Este processo simplifica o projeto do circuito.
Modulação de largura de pulso
No Pulse Width Modulation (PWM) ou a técnica de Modulação de Duração de Pulso (PDM) ou Modulação de Tempo de Pulso (PTM), a largura ou a duração ou o tempo da portadora de pulso varia, que é proporcional à amplitude instantânea do sinal de mensagem.
A largura do pulso varia neste método, mas a amplitude do sinal permanece constante. Limitadores de amplitude são usados para tornar a amplitude do sinal constante. Esses circuitos cortam a amplitude a um nível desejado e, portanto, o ruído é limitado.
A figura a seguir explica os tipos de modulações de largura de pulso.
Existem três tipos de PWM.
Sendo a borda dianteira do pulso constante, a borda traseira varia de acordo com o sinal de mensagem. A forma de onda para este tipo de PWM é denotada como (a) na figura acima.
Sendo a borda posterior do pulso constante, a borda dianteira varia de acordo com o sinal de mensagem. A forma de onda para este tipo de PWM é denotada como (b) na figura acima.
Sendo o centro do pulso constante, a borda de ataque e a borda de fuga variam de acordo com o sinal de mensagem. A forma de onda para este tipo de PWM é denotada como (c) mostrado na figura acima.
Modulação de posição de pulso
Pulse Position Modulation (PPM) é um esquema de modulação analógica em que a amplitude e a largura dos pulsos são mantidas constantes, enquanto a posição de cada pulso, em relação à posição de um pulso de referência, varia de acordo com o valor amostrado instantâneo do sinal de mensagem.
O transmissor deve enviar pulsos de sincronização (ou simplesmente pulsos de sincronização) para manter o transmissor e o receptor em sincronia. Esses pulsos de sincronização ajudam a manter a posição dos pulsos. As figuras a seguir explicam a modulação de posição de pulso.
A modulação da posição de pulso é feita de acordo com o sinal modulado por largura de pulso. Cada borda de fuga do sinal modulado por largura de pulso se torna o ponto de partida para pulsos no sinal PPM. Portanto, a posição desses pulsos é proporcional à largura dos pulsos PWM.
Vantagem
Como a amplitude e a largura são constantes, a potência manuseada também é constante.
Desvantagem
A sincronização entre o transmissor e o receptor é imprescindível.
Comparação entre PAM, PWM e PPM
A tabela a seguir apresenta a comparação entre três técnicas de modulação.
| PAM | PWM | PPM |
|---|---|---|
| A amplitude é variada | A largura é variada | A posição é variada |
| A largura de banda depende da largura do pulso | A largura de banda depende do tempo de subida do pulso | A largura de banda depende do tempo de subida do pulso |
| A potência do transmissor instantâneo varia com a amplitude dos pulsos | A potência do transmissor instantâneo varia com a amplitude e a largura dos pulsos | A potência do transmissor instantâneo permanece constante com a largura dos pulsos |
| A complexidade do sistema é alta | A complexidade do sistema é baixa | A complexidade do sistema é baixa |
| A interferência de ruído é alta | A interferência de ruído é baixa | A interferência de ruído é baixa |
| É semelhante à modulação de amplitude | É semelhante à modulação de frequência | É semelhante à modulação de fase |