sasan hosseini
عضو جدید
مدولاسیونپالسی
مدولاسیون پالسی را می توان برای ارسال اطلاعات آنالوگ نظیرسرعت یا دیتای پیوسته به کاربرد در این سیستم از شکل موج های پیوسته در فواصل زمانیمنظم نمونه برداری می شود. اطلاعات مربوط به سیگنال تنها در زمانهای نمونه بردارینشده فرستاده می شود. البته پالسهای سنکرون کننده لازو نیز به همراه این اطلاعاتارسال می شود. اگر نمونه ها با سرعت مناسب گرفته شود در مقصد می توان شکل موجاولیه را با استفاده از نمونه برداری ساخت. از آنجایی که اطلاعات در مورد سیگنالهئی مانندAMو FM بطور پیوسته نیست خروجی گیرنده دارای اعوجاج اندکیاست.
مدولاسیون پالسی به دو گروه بزرگ آنالوگ و دیجیتال قابل تقسیم است، در حالتاول دامنه یک پالس می تواند هر مقداری باشد در صورتیکی در حال دوم به ازاء ه ردامنهیک کد که نزدیک ترین مقدار را به نمونه بردار است و از قبل تعیین شده است ارسال میشود.
مدولاسیون دامنه و زمانی پالس که بعداً برسی می گردد هر دو آنالوگ بوده درحالی که سیستم های مدولاسیون زمانی پالس و مدولاسیون دیتا هر و دیجیتالی می باشند. تمام سیستم های مدولاسیونی که بحث خواهد شد بطور مشترک نمونه برداری شده اما تمامآنها بر حسب دامنه نمونه برداری با هم متفاوت می باشند.
دو نوع مدولاسیون انالوگپالسی، مدولاسیون دامنه ای پالس و زمانی پالس تقریباً معادل با مدولاسیون دامنه وفرکاس می باشند. سیستم های دیجیتالی نسبت به آنهائی که تا بحال بررسی شده اند. کاملاً متفاوتند. علل اینکه چرا مدولاسیون پالسی بعضی اوقات بجای مدولاسیون پیوستهبکار می رود در زیر توضیح خواهیم داد.
مدولاسیون دامنه ای پالسPAM
اینساده ترین شکل مدولاسیون پاسی است که در شکل شماره 1 نشان داده شده است.
پالسهایدیگری که فرکانسی برابر فرکانس نمونه برداری دارند به ورودی دیگر گیت داده می شوند. تا آنرا در فواصل زمانی لازم باز کنند.
خروجی دیگر این گیت یک رشته پالس است کهفرکانس آن به اندازه فرکانس نمونه برداری بوده و دامنه آن برابر دامنه سیگنال در هرلحظه است. این پالسها سپس وارد یک شبکه می شوند که کار آن شکل دادن به پالسها ومسطح کردن آنها است.
همانطور که گفتیم پس از این مرحله مدولاسیونفرکانس به کار می رود.یعنی به این ترتیب سیستم به صورت AMو FM در می آید. درگیرندهابتدا پالسها با یک مدولاتور استاندارد FM ساختته می شوند، و سپس به آشکار سازمعمولی دیدودی وارد می شود. به دنبال این آشکار ساز یک ***** پایین گذر قرار دارد. اگر فرکانس قطع این ***** چنان با لا باشد که بالاترین فرکانس سیگنال از آن عبورکند. در ضمن به اندازه کافی پائین باشد که دندانه های فرکانس نمونه برداری را حذفکند، یک شکل بدون اعوجاج از سیگنال اصلی بدست می آید.
مدولاسیون زمانیپالس PTM
در این نوع از مدولاسیون همانند قبل ابتدا عمل نمونه برداری انجام میشود. اما پالس هائی که مقدار لحظه ای دامنه نمونه را نشان می دهند همگی دارای دامنهثابتی بوده و یکی از مشخصه های زمانی آنها متناسب با دامنه نمونه سیگنال در آن لحظهتغییر می کند. این مشخصه های متغییر ممکن است عرض،محل ی فرکانس پالسها باشد. به اینترتیب سه نوع مختلف PTM وجود دارد. دو نوع اول مور بررسی قرار خواهیم داد ولیمدولاسیون فرکانس پالس چونکه کاربرد خاصی ندارد مورد بررسی قرار نخواهیم داد. بایدتوجه نمود که هر سه نوع PTM نسبت به PAM دارای همان مزیتی است که FM نسبت بهAM داراست. در تمام آنها دامنه پالس ثابت می ماند. و در نتیجه می توان از محدود کنندهدامنه استفاده کرد تا مصونیت بهتری نسبت به نویز به دست آورد.
قضیه نمونهبرداری.این قضیه چنین است: اگر سرعت نمونه برداری در یک سیستم مدولاسیون پالسی ازدو برابر حداکثر فرکانس سیگنال زیادتر شود، سیگنال اولیه را در گیرنده با اعوجاجبسیار کوچکی میتوان دوباره ساخت.
در عمل از قضیه نمونه برداری برای تعیین حداقلسرعت نمونه برداری میتوان استفاده کرد. اکنون مدولاسیون پالسی انجام می گیرد ومحدوده فرکانسی در نتیجه بین 300 تا HZ 3400 است. برای این کاربرد سرعت نمونهبرداری 8000 نمونه در ثانیه تقریباً یک استاندارد جهانی است. همچنان که دیده می شوداین سرعت پالس براحتی بیش از دو برابر بالاترین فرکانس صوتی است و در نتیجه قضیهنمونه برداری رعایت شده است و سیستم عاری از هر گونه خطای ناشی ز نمونه برداریاست.
تولید و دمدولاسیون PWM
یکی ازروش های تولید مدولاسیون عرض پالس آنست که پالس تریگر برای کنترل زمان شروع پالسهییک مولتی ویبراتور تک پایا بکار رود. فرکانس این پالسهای تریگر برابر با اندازهفرکانس نمونه برداری می باشد. کنترل کنترل عرض پالس با وارد کردن سیگنالی که بایدنمونه برداری شود انجام می شود ترتیب چنین مداری در شکل شماره 3 نمایش داده شدهاست.
مولتی ویبراتور تک پایا با تزویج امیتر که در شکل 3 نمایش داده شده است ،یکتبدیل کننده عالی ولتاژ به زمان می باشد. زیرا عرض گیت بستگی به مقدار ولتاژی داردکه خازن C را پر می کند. اگر این ولتاژ با ولتاژ سیگنال تغییر کند ، یک رشته پالسچهار گوش که عرض آ ن متغییر است ، بدست می آید. ابن مدار هم عمل نمونه برداری وهمتبدیل نمونه ها به PWM را انجام می دهد.
می دانیم برای این نوع مولتی ویبراتورحالت پایدار حالتی است که در آن T1 قطع و T2 وصل است. وقتی پالس تریگر وارد شود T1 وصل شده وجریان کلکتور T1 برقرار می شود.در این حالت ولتاژ C1 می افتاد و ولتاژ B2 نیز کاهش می یابد وT2در نتیجه عمل باز زایائی قطع می شود پس از این عمل C از طریقمقاومت R تا ولتاژ تغذیه کلکتور پر خواهد شد. پس از مدت زمانی که بوسیله ولتاژتغذیه وثابت زمانی RC شبکه پر کننده خازن تعیین می شود B2 چنان مثبت می شود که T2 را وصل می کند.
T1 همزمان با عمل باز زایائی قطع می شود و تا رسیدن پالس تریگربعدی قطع باقی می ماند. ولتاژ بیس لازم برای آنکه T2وصل شود،اندکی مثبت تر از ولتاژدو سر مقاومت مشترک امیتر ها RK می باشد. ابن ولتاژ بستگی به جریانی دارد که از آنعبور می کند که در این موقع همان جریانی می باشد که از کلکتور می باشد. (که در اینموق وصل است) جریان کلکتور بستگی به بایاس بیس دارد که با تغییرات لحظه ای ولتاژسیگنال تعیین می شود بدین ترتیب ولتاژ مدولاسیون اعمال شده، ولتاژ لازم برای B2 راسبب وصل شدن T1می شود کنترل می کند. مشاهده می شود که چون این افزایش ولتاژ خطی استولتاژ مدولاسیون مدت زمانی را که2 T قطع است یعنی عرض پالس را کنترل می کند بایدتوجه کرد که این عرض پالس حتی نسبت به بالا ترین فرکانس سیگنال بسیار کوچک است و درنتیجه وقتی T 2 قطع است هیچگونه اعوجاج در نتیجه تغییرات دامنه سیگنال رخ نمیدهد.
دمدولاسیون این نوع مدولاسیون بسیار ساده می باشد کافی است PWM را به یک مدار انتگرال گیر وارد کنیم. خروجی این مدار سیگنالی خواهد بود کهدامنه آن در لحظه متناسب با عرض پالس در آن نقطه است.
مدولاسیون پالسی را می توان برای ارسال اطلاعات آنالوگ نظیرسرعت یا دیتای پیوسته به کاربرد در این سیستم از شکل موج های پیوسته در فواصل زمانیمنظم نمونه برداری می شود. اطلاعات مربوط به سیگنال تنها در زمانهای نمونه بردارینشده فرستاده می شود. البته پالسهای سنکرون کننده لازو نیز به همراه این اطلاعاتارسال می شود. اگر نمونه ها با سرعت مناسب گرفته شود در مقصد می توان شکل موجاولیه را با استفاده از نمونه برداری ساخت. از آنجایی که اطلاعات در مورد سیگنالهئی مانندAMو FM بطور پیوسته نیست خروجی گیرنده دارای اعوجاج اندکیاست.
مدولاسیون پالسی به دو گروه بزرگ آنالوگ و دیجیتال قابل تقسیم است، در حالتاول دامنه یک پالس می تواند هر مقداری باشد در صورتیکی در حال دوم به ازاء ه ردامنهیک کد که نزدیک ترین مقدار را به نمونه بردار است و از قبل تعیین شده است ارسال میشود.
مدولاسیون دامنه و زمانی پالس که بعداً برسی می گردد هر دو آنالوگ بوده درحالی که سیستم های مدولاسیون زمانی پالس و مدولاسیون دیتا هر و دیجیتالی می باشند. تمام سیستم های مدولاسیونی که بحث خواهد شد بطور مشترک نمونه برداری شده اما تمامآنها بر حسب دامنه نمونه برداری با هم متفاوت می باشند.
دو نوع مدولاسیون انالوگپالسی، مدولاسیون دامنه ای پالس و زمانی پالس تقریباً معادل با مدولاسیون دامنه وفرکاس می باشند. سیستم های دیجیتالی نسبت به آنهائی که تا بحال بررسی شده اند. کاملاً متفاوتند. علل اینکه چرا مدولاسیون پالسی بعضی اوقات بجای مدولاسیون پیوستهبکار می رود در زیر توضیح خواهیم داد.
مدولاسیون دامنه ای پالسPAM
اینساده ترین شکل مدولاسیون پاسی است که در شکل شماره 1 نشان داده شده است.
پالسهایدیگری که فرکانسی برابر فرکانس نمونه برداری دارند به ورودی دیگر گیت داده می شوند. تا آنرا در فواصل زمانی لازم باز کنند.
خروجی دیگر این گیت یک رشته پالس است کهفرکانس آن به اندازه فرکانس نمونه برداری بوده و دامنه آن برابر دامنه سیگنال در هرلحظه است. این پالسها سپس وارد یک شبکه می شوند که کار آن شکل دادن به پالسها ومسطح کردن آنها است.
همانطور که گفتیم پس از این مرحله مدولاسیونفرکانس به کار می رود.یعنی به این ترتیب سیستم به صورت AMو FM در می آید. درگیرندهابتدا پالسها با یک مدولاتور استاندارد FM ساختته می شوند، و سپس به آشکار سازمعمولی دیدودی وارد می شود. به دنبال این آشکار ساز یک ***** پایین گذر قرار دارد. اگر فرکانس قطع این ***** چنان با لا باشد که بالاترین فرکانس سیگنال از آن عبورکند. در ضمن به اندازه کافی پائین باشد که دندانه های فرکانس نمونه برداری را حذفکند، یک شکل بدون اعوجاج از سیگنال اصلی بدست می آید.
مدولاسیون زمانیپالس PTM
در این نوع از مدولاسیون همانند قبل ابتدا عمل نمونه برداری انجام میشود. اما پالس هائی که مقدار لحظه ای دامنه نمونه را نشان می دهند همگی دارای دامنهثابتی بوده و یکی از مشخصه های زمانی آنها متناسب با دامنه نمونه سیگنال در آن لحظهتغییر می کند. این مشخصه های متغییر ممکن است عرض،محل ی فرکانس پالسها باشد. به اینترتیب سه نوع مختلف PTM وجود دارد. دو نوع اول مور بررسی قرار خواهیم داد ولیمدولاسیون فرکانس پالس چونکه کاربرد خاصی ندارد مورد بررسی قرار نخواهیم داد. بایدتوجه نمود که هر سه نوع PTM نسبت به PAM دارای همان مزیتی است که FM نسبت بهAM داراست. در تمام آنها دامنه پالس ثابت می ماند. و در نتیجه می توان از محدود کنندهدامنه استفاده کرد تا مصونیت بهتری نسبت به نویز به دست آورد.
قضیه نمونهبرداری.این قضیه چنین است: اگر سرعت نمونه برداری در یک سیستم مدولاسیون پالسی ازدو برابر حداکثر فرکانس سیگنال زیادتر شود، سیگنال اولیه را در گیرنده با اعوجاجبسیار کوچکی میتوان دوباره ساخت.
در عمل از قضیه نمونه برداری برای تعیین حداقلسرعت نمونه برداری میتوان استفاده کرد. اکنون مدولاسیون پالسی انجام می گیرد ومحدوده فرکانسی در نتیجه بین 300 تا HZ 3400 است. برای این کاربرد سرعت نمونهبرداری 8000 نمونه در ثانیه تقریباً یک استاندارد جهانی است. همچنان که دیده می شوداین سرعت پالس براحتی بیش از دو برابر بالاترین فرکانس صوتی است و در نتیجه قضیهنمونه برداری رعایت شده است و سیستم عاری از هر گونه خطای ناشی ز نمونه برداریاست.
تولید و دمدولاسیون PWM
یکی ازروش های تولید مدولاسیون عرض پالس آنست که پالس تریگر برای کنترل زمان شروع پالسهییک مولتی ویبراتور تک پایا بکار رود. فرکانس این پالسهای تریگر برابر با اندازهفرکانس نمونه برداری می باشد. کنترل کنترل عرض پالس با وارد کردن سیگنالی که بایدنمونه برداری شود انجام می شود ترتیب چنین مداری در شکل شماره 3 نمایش داده شدهاست.
مولتی ویبراتور تک پایا با تزویج امیتر که در شکل 3 نمایش داده شده است ،یکتبدیل کننده عالی ولتاژ به زمان می باشد. زیرا عرض گیت بستگی به مقدار ولتاژی داردکه خازن C را پر می کند. اگر این ولتاژ با ولتاژ سیگنال تغییر کند ، یک رشته پالسچهار گوش که عرض آ ن متغییر است ، بدست می آید. ابن مدار هم عمل نمونه برداری وهمتبدیل نمونه ها به PWM را انجام می دهد.
می دانیم برای این نوع مولتی ویبراتورحالت پایدار حالتی است که در آن T1 قطع و T2 وصل است. وقتی پالس تریگر وارد شود T1 وصل شده وجریان کلکتور T1 برقرار می شود.در این حالت ولتاژ C1 می افتاد و ولتاژ B2 نیز کاهش می یابد وT2در نتیجه عمل باز زایائی قطع می شود پس از این عمل C از طریقمقاومت R تا ولتاژ تغذیه کلکتور پر خواهد شد. پس از مدت زمانی که بوسیله ولتاژتغذیه وثابت زمانی RC شبکه پر کننده خازن تعیین می شود B2 چنان مثبت می شود که T2 را وصل می کند.
T1 همزمان با عمل باز زایائی قطع می شود و تا رسیدن پالس تریگربعدی قطع باقی می ماند. ولتاژ بیس لازم برای آنکه T2وصل شود،اندکی مثبت تر از ولتاژدو سر مقاومت مشترک امیتر ها RK می باشد. ابن ولتاژ بستگی به جریانی دارد که از آنعبور می کند که در این موقع همان جریانی می باشد که از کلکتور می باشد. (که در اینموق وصل است) جریان کلکتور بستگی به بایاس بیس دارد که با تغییرات لحظه ای ولتاژسیگنال تعیین می شود بدین ترتیب ولتاژ مدولاسیون اعمال شده، ولتاژ لازم برای B2 راسبب وصل شدن T1می شود کنترل می کند. مشاهده می شود که چون این افزایش ولتاژ خطی استولتاژ مدولاسیون مدت زمانی را که2 T قطع است یعنی عرض پالس را کنترل می کند بایدتوجه کرد که این عرض پالس حتی نسبت به بالا ترین فرکانس سیگنال بسیار کوچک است و درنتیجه وقتی T 2 قطع است هیچگونه اعوجاج در نتیجه تغییرات دامنه سیگنال رخ نمیدهد.
دمدولاسیون این نوع مدولاسیون بسیار ساده می باشد کافی است PWM را به یک مدار انتگرال گیر وارد کنیم. خروجی این مدار سیگنالی خواهد بود کهدامنه آن در لحظه متناسب با عرض پالس در آن نقطه است.
