200 likes | 399 Views
Impulsová modulace. Střední odborná škola Otrokovice. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav Hubáček.
E N D
Impulsová modulace Střední odborná škola Otrokovice Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav Hubáček. Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. www.zlinskedumy.cz
Náplň výuky Impulsová modulace Vzorkování signálu Kvantovaná modulace Nekvantovaná modulace Využití impulsové modulace v praxi
je založena na principu odebírání vzorků z původního signálu • odběr vzorků se pravidelně opakuje po určitých časových intervalech • délka těchto intervalů se volí tak, aby odebírané vzorky dostatečně vystihovaly charakter původního signálu • hustota odebíraných vzorků se určuje podle vzorkovacího teorému (Shannon-Kotělnikův teorém) • kde • Tv je interval mezi dvěma vzorky • fmax je maximální frekvence signálu Impulsová modulace
Uvedená rovnice vyjadřuje vztah mezi vzorkovací frekvencí a maximálním kmitočtem, který je schopen systém přenést, tzv. „vzorkovací teorém“ PRO SIGNÁL S MAXIMÁLNÍ FREKVENCÍ fmax JE NUTNO ODEBRAT ZA DOBU JEHO PERIODY ALESPOŇ DVA VZORKY. Příklad: Pro telefonní signál (fmax=3,4 kHz) byl zvolen vzorkovací kmitočet fV=8 kHz Jednotlivých diskrétní hodnoty vzorkovaného signálu dále projdou procesem kvantování a kódování. Vzorkování signálu
Vzorkování analogového signálu se provádí pomocí obdélníkových impulsů nenulové šířky. Proces vzorkování a kvantování signálu a) spojitý signál b) vzorkovaný signál c) kvantovaný signál Obr. 1: Vzorkování signálu
Nekvantovaná • amplitudová – PAM • šířková – PWM • polohová – PPM • Kvantovaná • delta – ΔM • pulsně kódovaná – PCM Impulsová modulace
u tohoto druhu modulace dochází k procesu odebírání vzorků z původního analogového signálu v daném časovém úseku • vzorek přestavuje průběh signálu během této doby • signálové napětí harmonického průběhu je spínačem připojováno s definovanou periodou k výstupní zátěži • princip demodulace signálu PAM je založen na průchodu tohoto signálu dolní propustí Pulsně amplitudová modulace – PAM
Ukázka PAM Tv – doba vzorkování Obr. 2: Pulsně amplitudová modulace
v závislosti na amplitudě signálu ovlivňuje šířka impulzů – amplituda zůstává stejná Pulsně šířková modulace – PWM Pulsně polohová modulace – PPM • je ovlivňován posun vzhledem k okamžiku vzorkování signálu • modulaci je možno realizovat např. srovnáním amplitudy signálu a amplitudami pilových průběhů, jejichž začátek je shodný s okamžikem periodického vzorkování signálu
Ukázka PŠM a PPM Obr. 3: Pulsně šířková a pulsně polohová modulace
spočívá v porovnávání předchozího vzorku a aktuální hodnoty amplitudy přenášeného signálu • pro každý vzorek je přenášen pouze jeden binární signál • dva druhy modulace • lineární • adaptabilní Modulace delta Pulsně kódová modulace – PCM • jedná se o kvantovou impulsní modulaci • tři fáze modulace jako u PAM • vzorkování • kvantování • kódování
Ukázka PCM modulace Obr. 4: PCM modulace
Ukázka delta modulace Obr. 5: Delta modulace Příklady využití v praxi • bezdrátový přenos dat • výkonová elektronika • telekomunikace
Kontrolní otázky: V čem se liší impulsová modulace od analogové ? Vysvětlete používané principy impulsové modulace. V čem se liší kvantovaná modulace od nekvantované ? Kde se v praxi využívá impulsová modulace ?
Seznam obrázků: Obr. 1a: REICHL. Proces vzorkování: spojitý signál. In: [online].2012 [vid. 21.2.2013]. Dostupné z http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/1356-vzorkovani-signalu Obr. 1b: REICHL. Proces vzorkování: vzorkovaný signál. In: [online].2012 [vid. 21.2.2013]. Dostupné z http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/1356-vzorkovani-signalu Obr. 1c: REICHL. Proces vzorkování: kvantovaný signál. In: [online].2012[vid.21.2.2013]. Dostupné z http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/1356-vzorkovani-signalu Obr. 2: KORF. Pulsní modulace: PAM. In: [online].2012 [vid. 21.2.2012]. Dostupné z TKS_1 - modulace.ppt - Zefram Obr. 3: KORF. Pulsní modulace: PŠM a PPM. . In: [online].2012 [vid. 21.2.2012]. Dostupné z TKS_1 - modulace.ppt - Zefram Obr. 4: ČVUT. Modulace: PCM modulace. In: [online].2012 [vid. 22.2.2012]. Dostupné z www.comtel.cz/files/download.php?id=5126 Obr. 5: ČVUT. Modulace: Delta modulace. In: [online].2012 [vid. 22.2.2012]. Dostupné z www.comtel.cz/files/download.php?id=5126
Seznam použité literatury: [1] BEZDĚK, M., Elektronika I.České Budějovice:KOPP,2002. ISBN 80-7232-171-4. [2] MACHÁČEK, Z., NEVŘIVA, P., Modulované signály.Ostrava:VŠB-TUO, 2012. ISBN 978-80-248-2600-4. [3] Modulace. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. 2012 [cit. 10. 2. 2013]. Dostupnéz: http://cs.wikipedia.org/wiki/Modulace [4] KORF, J. DOI: modulační metody. [online]. 2012 [cit. 21.2.2013]. Dostupné z: TKS_1 - modulace.ppt - Zefram