Impulsion modulation (PM) est un type de modulation où le signal est transmis sous forme d'impulsion. Dans ce type de modulation, les signaux continus sont échantillonnés à intervalles normaux, cette technique de modulation est donc utilisée pour transmettre des informations analogiques. La modulation d'impulsions est classée en deux types de modulation analogique et modulation numérique . La modulation analogique est classée en trois types PAM, PWM et PPM, tandis que la modulation numérique est classée en modulation par impulsions codées et delta. Cet article traite donc d'un aperçu de l'un des types de modulation d'impulsions, à savoir - modulation de position d'impulsion théorie ou PPM.
Qu'est-ce que la modulation de position d'impulsion ?
La modulation de position d'impulsion est un type de modulation analogique qui permet une variation dans la position des impulsions en fonction de l'amplitude du signal de modulation échantillonné, appelée PPM ou modulation de position d'impulsion. Dans ce type de modulation, l'amplitude et la largeur des impulsions sont maintenues stables et la position des impulsions seulement varié.
La technique PPM permet aux ordinateurs de transmettre des données en mesurant simplement le temps nécessaire pour atteindre chaque paquet de données à l'ordinateur. Il est donc fréquemment utilisé dans les communications optiques où il y a de petites interférences multivoies. Cette modulation transmet totalement les signaux numériques et ne peut pas être utilisée par les systèmes analogiques. Il transmet des données simples qui ne sont pas efficaces lors du transfert de fichiers.
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Schéma fonctionnel de modulation de position d'impulsion
Le schéma fonctionnel de modulation de position d'impulsion est illustré ci-dessous, qui génère un signal PPM. Nous savons qu'un signal de modulation de position d'impulsion est facilement généré en utilisant un signal PWM. Donc, ici à l'o/p du comparateur, nous avons supposé qu'un signal PWM est déjà généré et maintenant nous devons produire un signal PPM.
Dans le schéma fonctionnel ci-dessus, un signal PAM est généré à partir du modulateur une fois, et en outre, il est traité au niveau du comparateur pour produire un signal PWM. Après cela, la sortie du comparateur est donnée à un multivibrateur monostable qui est déclenché par un front négatif. Ainsi, avec le front descendant du signal PWM, la sortie du monostable passe à l'état haut.
Ainsi, une impulsion du signal PPM commence par le front descendant du signal PWM. Ici, il convient de noter que la durée de sortie élevée dépend principalement des composants RC du multivibrateur. C'est donc la principale raison pour laquelle une impulsion de largeur stable est atteinte dans le cas du signal PPM.
Le front arrière du signal PWM se décale à travers le signal de modulation, donc avec ce décalage, les impulsions de PPM montreront des décalages dans sa position. La représentation de la forme d'onde du signal PPM est illustrée ci-dessous.
Dans la forme d'onde ci-dessus de modulation de position d'impulsion, la première forme d'onde est le signal de message, le deuxième signal est un signal porteur et le troisième signal est le signal PWM. Ce signal est considéré comme une référence pour la génération du signal PPM comme indiqué dans le dernier schéma. Dans les formes d'onde ci-dessus, nous pouvons remarquer que le point final de l'impulsion PWM aussi bien que point de départ de l'impulsion PPM coïncide, ce qui est représenté par la ligne pointillée.
Détection de la modulation de position d'impulsion
La détection du schéma fonctionnel de modulation de position d'impulsion est illustrée ci-dessous. Dans le schéma fonctionnel suivant, nous pouvons observer qu'il comprend un générateur d'impulsions, SR FF, un générateur d'impulsions de référence et un démodulateur PWM.
Le signal PPM qui est transmis à partir du circuit de modulation sera déformé par le bruit tout au long de la transmission. Ainsi, ce signal déformé atteindra le circuit démodulateur. Le générateur d'impulsions utilisé dans ce circuit produira une forme d'onde pulsée avec une durée fixe. Cette forme d'onde est donnée à la broche de réinitialisation du SR FF. Le générateur d'impulsions de référence produit une impulsion de référence avec une période fixe une fois qu'un signal PPM transmis lui est donné. Ainsi, cette impulsion de référence est utilisée pour régler le SR FF. À la sortie du FF, ces signaux de réglage et de réinitialisation généreront un signal PWM. En outre, ce signal est traité pour donner le signal de message d'origine.
Comment fonctionne la modulation de position d'impulsion ?
La modulation de position d'impulsion (PPM) fonctionne simplement en transmettant des impulsions électriques, optiques ou électromagnétiques à un ordinateur/un autre appareil pour communiquer des données simples. Il a donc besoin que les deux appareils soient coordonnés à une horloge similaire afin qu'il décode les données en fonction de la diffusion des impulsions. Alternativement, une autre forme de PPM appelée modulation de position d'impulsion différentielle permet à tous les signaux d'être codés en fonction de la dissemblance entre les heures de diffusion. Cela signifie qu'un dispositif de réception doit surveiller uniquement la dissemblance des heures d'arrivée pour décoder une transmission.
Circuit de modulation de position d'impulsion
Généralement en PPM, l'amplitude et la largeur des impulsions sont maintenues stables tandis que la disposition de chaque impulsion par rapport à la position d'impulsion de référence est modifiée en fonction de la valeur échantillonnée instantanée du signal de modulation. Le schéma de circuit de la modulation de position d'impulsion avec une minuterie 555 est illustré ci-dessous.
Ce circuit peut être construit avec différents composants électroniques comme 555 minuterie IC , les résistances R1 et R2, Condensateurs comme C2 et C3, et diode D1. Donner les connexions selon le circuit ci-dessous.
Fondamentalement, le 555 CI est un circuit intégré monolithique disponible dans un boîtier DIP à 8 broches. Il est utilisé dans de nombreuses applications utilisées comme un multivibrateur astable et multivibrateur bistable pour générer l'onde triangulaire, l'onde carrée, etc. Ainsi, la génération de PPM est également considérée comme l'une des applications du 555 IC.
Voyons comment le signal PPM est généré en utilisant le circuit PPM ci-dessus avec 555 IC. Pour une génération d'impulsions PWM et d'impulsions PPM, le temporisateur 555 fonctionne en mode monostable. Le mode monostable est l'un des modes des multivibrateurs. Les multivibrateurs sont généralement des circuits électroniques qui n'ont pas un ou deux états stables. Sur la base des états stables, il existe trois types de multivibrateurs astables, bistables et monostables.
L'impulsion PWM d'entrée est appliquée à la broche 2 de l'entrée déclenchée de type IC 555 via un réseau différenciateur formé par la diode D1, la résistance R et le condensateur C1. Maintenant basé sur l'entrée reçue à la broche 2, la sortie sera obtenue à la broche 3 du 555 timer IC. La sortie restera élevée pendant la durée de la période de temps décidée par les résistances R2 et C2 afin que la largeur et l'amplitude de chaque impulsion restent constantes et nous obtiendrons un signal PPM à la sortie.
De cette manière, le circuit intégré de minuterie 555 est utilisé pour générer un signal PPM.
Avantages
Les avantages de la modulation de position d'impulsion inclure les éléments suivants.
- Le PPM a le meilleur rendement énergétique par rapport aux autres modulations.
- Cette modulation a des interférences de bruit d'amplitude moins stables.
- Cette modulation sépare facilement le signal d'un signal bruité.
- Il a besoin de moins de puissance par rapport au PAM.
- La séparation du signal et du bruit est extrêmement simple
- Il a une puissance transmise constante.
- Cette technique est simple pour séparer le signal d'un signal bruité.
- Il nécessite extrêmement moins de puissance que le PAM et le PDM en raison de l'amplitude et de l'impulsion de courte durée.
- La suppression et la séparation faciles du bruit sont extrêmement faciles dans ce type de modulation.
- L'utilisation de la puissance est également extrêmement faible par rapport aux autres modulations en raison de l'amplitude et de la largeur des impulsions stables.
- PPM ne communique que des commandes simples d'un Tx à un Rx, il est donc fréquemment utilisé dans des applications légères en raison de ses faibles besoins en système.
Désavantages
Les inconvénients de la modulation de position d'impulsion inclure les éléments suivants.
- PPM est très complexe.
- Il a besoin de plus de bande passante pour la transmission par rapport à PAM.
- Il est extrêmement sensible aux interférences multi-voies comme l'écho qui peut perturber une transmission en modifiant la différence des temps d'arrivée de chaque signal.
- La synchronisation est nécessaire entre l'émetteur et le récepteur, ce qui n'est pas réalisable à chaque fois et nous avons besoin d'un canal dédié pour cela.
- Des dispositifs spéciaux sont nécessaires pour ce type de modulation.
Applications
Les applications de la modulation de position des impulsions inclure les éléments suivants.
- Le PPM est principalement utilisé dans les systèmes de télécommunication et les systèmes de contrôle du trafic aérien.
- Cette modulation est utilisée dans le contrôle radio, un système de communication optique et des applications militaires.
- Cette technique est utilisée dans les avions, les voitures télécommandées, les trains, etc.
- PPM est utilisé dans la détection non cohérente partout où un récepteur ne nécessite aucune Boucle à verrouillage de phase ou PLL pour suivre la phase de la porteuse.
- Il est utilisé dans la communication RF (radiofréquence).
- Il est également utilisé dans les cartes à puce haute fréquence sans contact, les étiquettes d'identification à radiofréquence, etc.
Ainsi, il s'agit de un aperçu de la modulation de position d'impulsion – le travail et ses applications. Voici une question pour vous, qu'est-ce que PWM ?
