การสื่อสารแบบอนาล็อก - การมอดูเลตแบบพัลส์

หลังจากการมอดูเลตคลื่นต่อเนื่องส่วนถัดไปคือการมอดูเลตแบบพัลส์ ในบทนี้ให้เราพูดถึงเทคนิคการมอดูเลตแบบแอนะล็อกต่อไปนี้

• Pulse Amplitude Modulation
• การมอดูเลตความกว้างพัลส์
• การปรับตำแหน่งพัลส์

Pulse Amplitude Modulation

ใน Pulse Amplitude Modulation (PAM) เทคนิคแอมพลิจูดของพัลส์พาหะจะแตกต่างกันไปซึ่งเป็นสัดส่วนกับแอมพลิจูดของสัญญาณข้อความทันที

สัญญาณมอดูเลตแอมพลิจูดพัลส์จะเป็นไปตามแอมพลิจูดของสัญญาณเดิมเนื่องจากสัญญาณจะติดตามเส้นทางของคลื่นทั้งหมด ใน PAM ตามธรรมชาติสัญญาณที่สุ่มตัวอย่างด้วยอัตรา Nyquist สามารถสร้างขึ้นใหม่ได้โดยส่งผ่านสัญญาณที่มีประสิทธิภาพLow Pass Filter (LPF) ด้วยความถี่ตัดที่แน่นอน

ตัวเลขต่อไปนี้อธิบายการมอดูเลต Pulse Amplitude

แม้ว่าสัญญาณ PAM จะถูกส่งผ่าน LPF แต่ก็ไม่สามารถกู้คืนสัญญาณได้โดยไม่ผิดเพี้ยน ดังนั้นเพื่อหลีกเลี่ยงเสียงรบกวนนี้ให้ใช้การสุ่มตัวอย่างแบบแบน สัญญาณ PAM แบบแบนแสดงดังรูปต่อไปนี้

Flat-top samplingเป็นกระบวนการที่สัญญาณตัวอย่างสามารถแสดงเป็นพัลส์ซึ่งความกว้างของสัญญาณไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อเทียบกับสัญญาณแอนะล็อกที่จะสุ่มตัวอย่าง ส่วนบนของแอมพลิจูดยังคงแบน กระบวนการนี้ช่วยลดความยุ่งยากในการออกแบบวงจร

การมอดูเลตความกว้างพัลส์

ใน Pulse Width Modulation (PWM) หรือเทคนิค Pulse Duration Modulation (PDM) หรือ Pulse Time Modulation (PTM) ความกว้างหรือระยะเวลาหรือเวลาของพัลส์พาหะจะแตกต่างกันไปซึ่งเป็นสัดส่วนกับแอมพลิจูดทันทีของสัญญาณข้อความ

ความกว้างของพัลส์จะแตกต่างกันไปในวิธีนี้ แต่ความกว้างของสัญญาณยังคงที่ ตัว จำกัด แอมพลิจูดใช้เพื่อทำให้แอมพลิจูดของสัญญาณคงที่ วงจรเหล่านี้ตัดความกว้างให้อยู่ในระดับที่ต้องการและด้วยเหตุนี้สัญญาณรบกวนจึงถูก จำกัด

รูปต่อไปนี้อธิบายประเภทของการปรับความกว้างพัลส์

PWM มีสามประเภท

• ขอบนำของพัลส์คงที่ขอบต่อท้ายแตกต่างกันไปตามสัญญาณข้อความ รูปคลื่นสำหรับ PWM ประเภทนี้แสดงเป็น (a) ในรูปด้านบน

• ขอบด้านท้ายของพัลส์คงที่ขอบนำจะแตกต่างกันไปตามสัญญาณข้อความ รูปคลื่นสำหรับ PWM ประเภทนี้แสดงเป็น (b) ในรูปด้านบน

• จุดศูนย์กลางของพัลส์คงที่ขอบนำและขอบด้านท้ายแตกต่างกันไปตามสัญญาณข้อความ รูปคลื่นสำหรับ PWM ประเภทนี้แสดงเป็น (c) ที่แสดงในรูปด้านบน

การปรับตำแหน่งพัลส์

Pulse Position Modulation (PPM) เป็นรูปแบบการมอดูเลตแบบอะนาล็อกซึ่งแอมพลิจูดและความกว้างของพัลส์จะคงที่ในขณะที่ตำแหน่งของแต่ละพัลส์โดยอ้างอิงตำแหน่งของพัลส์อ้างอิงจะแตกต่างกันไปตามค่าตัวอย่างทันทีของสัญญาณข้อความ

เครื่องส่งต้องส่งพัลส์ซิงโครไนซ์ (หรือซิงค์พัลส์) เพื่อให้ตัวส่งและตัวรับซิงค์กัน พัลส์ซิงค์เหล่านี้ช่วยรักษาตำแหน่งของพัลส์ ตัวเลขต่อไปนี้อธิบายการมอดูเลตตำแหน่งพัลส์

การมอดูเลตตำแหน่งพัลส์จะทำตามสัญญาณมอดูเลตความกว้างพัลส์ ขอบด้านท้ายของสัญญาณมอดูเลตความกว้างพัลส์จะกลายเป็นจุดเริ่มต้นของพัลส์ในสัญญาณ PPM ดังนั้นตำแหน่งของพัลส์เหล่านี้จึงเป็นสัดส่วนกับความกว้างของพัลส์ PWM

ความได้เปรียบ

เนื่องจากแอมพลิจูดและความกว้างคงที่พลังงานที่จัดการก็จะคงที่เช่นกัน

เสียเปรียบ

การซิงโครไนซ์ระหว่างเครื่องส่งและเครื่องรับเป็นสิ่งที่ต้องทำ

เปรียบเทียบระหว่าง PAM, PWM และ PPM

ตารางต่อไปนี้แสดงการเปรียบเทียบระหว่างเทคนิคการมอดูเลตสามแบบ

PAM	PWM	พีพีเอ็ม
แอมพลิจูดมีหลากหลาย	ความกว้างมีหลากหลาย	ตำแหน่งมีหลากหลาย
แบนด์วิดท์ขึ้นอยู่กับความกว้างของพัลส์	แบนด์วิดท์ขึ้นอยู่กับเวลาที่เพิ่มขึ้นของพัลส์	แบนด์วิดท์ขึ้นอยู่กับเวลาที่เพิ่มขึ้นของพัลส์
กำลังส่งสัญญาณทันทีจะแปรผันตามความกว้างของพัลส์	กำลังส่งสัญญาณทันทีจะแตกต่างกันไปตามแอมพลิจูดและความกว้างของพัลส์	กำลังของเครื่องส่งสัญญาณทันทีจะคงที่ตามความกว้างของพัลส์
ความซับซ้อนของระบบสูง	ความซับซ้อนของระบบอยู่ในระดับต่ำ	ความซับซ้อนของระบบอยู่ในระดับต่ำ
สัญญาณรบกวนสูง	สัญญาณรบกวนต่ำ	สัญญาณรบกวนต่ำ
มันคล้ายกับการมอดูเลตแอมพลิจูด	มันคล้ายกับการมอดูเลตความถี่	มันคล้ายกับการมอดูเลตเฟส