模拟脉冲调制


连续波调制之后,下一个部分是脉冲调制。脉冲调制又分为模拟调制和数字调制。模拟调制技术主要分为脉冲幅度调制、脉冲持续时间调制/脉宽调制和脉冲位置调制。

脉冲幅度调制

脉冲幅度调制 (PAM)是一种模拟调制方案,其中脉冲载波的幅度与消息信号的瞬时幅度成比例变化。

当信号追踪整个波的路径时,脉冲幅度调制信号将跟随原始信号的幅度。在自然 PAM 中,以奈奎斯特速率采样的信号通过具有精确截止频率的高效低通频率 (LPF)进行重建

下图解释了脉冲幅度调制。

聚丙烯酰胺 载波脉冲序列 天然聚丙烯酰胺

尽管PAM信号经过LPF,但它无法不失真地恢复信号。因此,为了避免这种噪声,进行平顶采样,如下图所示。

平顶PAM

平顶采样是这样的过程,其中采样信号可以用脉冲来表示,对于要采样的模拟信号,信号的幅度不能改变。振幅的顶部保持平坦。该过程简化了电路设计。

脉冲宽度调制

脉冲宽度调制 (PWM)脉冲持续时间调制 (PDM)脉冲时间调制 (PTM)是一种模拟调制方案,其中脉冲载波的持续时间或宽度或时间与消息信号的瞬时幅度成比例变化。

在这种方法中,脉冲的宽度会变化,但信号的幅度保持恒定。幅度限制器用于使信号的幅度恒定。这些电路将幅度削波至所需水平,因此噪声受到限制。

下图解释了脉宽调制的类型。

脉宽调制

PWM 共有三种变体。他们是 -

  • 脉冲的前沿是恒定的,后沿根据消息信号而变化。

  • 脉冲的后沿恒定,前沿根据消息信号而变化。

  • 脉冲的中心是恒定的,前沿和后沿根据消息信号而变化。

这三种类型如上图所示,并带有时序槽。

脉冲位置调制

脉冲位置调制 (PPM)是一种模拟调制方案,其中脉冲的幅度和宽度保持恒定,而每个脉冲相对于参考脉冲位置的位置根据消息的瞬时采样值而变化信号。

发射器必须发送同步脉冲(或简称同步脉冲)以保持发射器和接收器同步。这些同步脉冲有助于保持脉冲的位置。下图解释了脉冲位置调制。

基带信号 脉冲序列 生产计划管理

脉冲位置调制是根据脉宽调制信号进行的。脉宽调制信号的每个尾部成为 PPM 信号中脉冲的起点。因此,这些脉冲的位置与 PWM 脉冲的宽度成正比。

优势

由于振幅和宽度恒定,因此处理的功率也是恒定的。

坏处

发射器和接收器之间的同步是必须的。

PAM、PWM 和 PPM 之间的比较

上述调制过程之间的比较显示在一个表中。

聚丙烯酰胺 脉宽调制 生产计划管理
幅度不同 宽度不同 立场不同
带宽取决于脉冲宽度 带宽取决于脉冲的上升时间 带宽取决于脉冲的上升时间
瞬时发射器功率随脉冲幅度变化 瞬时发射器功率随脉冲的幅度和宽度而变化 瞬时发射器功率随脉冲宽度保持恒定
系统复杂度高 系统复杂度低 系统复杂度低
噪音干扰高 噪音干扰低 噪音干扰低
与调幅类似 与调频类似 与相位调制类似