Modulacja amplitudy impulsu - Pulse-amplitude modulation

Zasada PAM: (1) sygnał pierwotny, (2) sygnał PAM, (a) amplituda sygnału, (b) czas
Modulacja pasma przepustowego
Modulacja analogowa
Modulacja cyfrowa
Hierarchiczna modulacja
Rozszerzać zakres
Zobacz też

Modulacja amplitudy impulsu ( PAM ) to forma modulacji sygnału, w której informacja o wiadomości jest kodowana w amplitudzie serii impulsów sygnału. Jest to analogowy modulacji impulsu który amplitud pociągu impulsów nośnika zmieniają się w zależności od wartości próbki sygnału komunikatu. Demodulacja jest wykonywana poprzez wykrywanie poziomu amplitudy nośnej w każdym pojedynczym okresie.

Rodzaje

Istnieją dwa rodzaje modulacji amplitudy impulsu:

  • W jednobiegunowym PAM do sygnału dodawane jest odpowiednie ustalone odchylenie DC, aby zapewnić, że wszystkie impulsy są dodatnie.
  • W podwójnej polaryzacji PAM impulsy są zarówno dodatnie, jak i ujemne.

Modulacja amplitudy impulsu jest szeroko stosowana w modulowaniu transmisji sygnału danych cyfrowych, przy czym zastosowania niezwiązane z pasmem podstawowym zostały w dużej mierze zastąpione modulacją kodu impulsowego , a ostatnio modulacją położenia impulsu .

Liczba możliwych amplitud impulsów w analogowej PAM jest teoretycznie nieskończona. Cyfrowa PAM redukuje liczbę amplitud impulsów do pewnej potęgi dwóch. Na przykład w 4-stopniowym PAM możliwe są dyskretne amplitudy impulsów; w 8-stopniowym PAM możliwe są dyskretne amplitudy impulsów; aw 16-poziomowym PAM możliwe są dyskretne amplitudy impulsów.

Używa

Ethernet

Niektóre wersje standardu komunikacji Ethernet są przykładem wykorzystania PAM. W szczególności standard 100BASE-T4 i BroadR-Reach Ethernet wykorzystuje trójpoziomową modulację PAM (PAM-3), 1000BASE-T Gigabit Ethernet wykorzystuje pięciopoziomową modulację PAM-5, a 10GBASE-T 10 Gigabit Ethernet wykorzystuje Tomlinson-Harashima Prekodowana (THP) wersja modulacji amplitudy impulsu z 16 dyskretnymi poziomami (PAM-16), zakodowana w dwuwymiarowym wzorze szachownicy znanym jako DSQ128. 25 Gigabit Ethernet i niektóre miedziane warianty 100 Gigabit Ethernet i 200 Gigabit Ethernet używają modulacji PAM-4.

GDDR6X

GDDR6X , opracowany przez Micron i Nvidia i po raz pierwszy użyty w kartach graficznych Nvidia RTX 3080 i 3090 , wykorzystuje sygnalizację PAM4 do przesyłania 2 bitów na cykl zegara bez konieczności uciekania się do wyższych częstotliwości lub dwóch kanałów lub ścieżek z powiązanymi nadajnikami i odbiornikami, co może zwiększyć zużycie i koszty energii lub przestrzeni. Wyższe częstotliwości wymagają większej przepustowości, co jest znaczącym problemem powyżej 28 GHz przy próbie transmisji przez miedź. Wdrożenie PAM4 kosztuje więcej niż wcześniejsze kodowanie NRZ (bez powrotu do zera, PAM2), częściowo dlatego, że wymaga więcej miejsca w układach scalonych i jest bardziej podatne na problemy z SNR (stosunkiem sygnału do szumu).

Biologia fotograficzna

Koncepcja jest również wykorzystywana do badania fotosyntezy za pomocą specjalistycznego instrumentu, który obejmuje spektrofluorometryczny pomiar kinetyki wzrostu i zaniku fluorescencji w antenie zbierającej światło błon tylakoidów , badając w ten sposób różne aspekty stanu fotosystemów w różnych warunkach środowiskowych. warunki. W przeciwieństwie do tradycyjnych pomiarów fluorescencji chlorofilu z adaptacją do ciemności , urządzenia fluorescencyjne z amplitudą impulsu umożliwiają pomiar w warunkach oświetlenia otoczenia, co czyni pomiary znacznie bardziej wszechstronnymi.

Elektroniczne sterowniki do oświetlenia LED

Opracowano również modulację amplitudy impulsu do sterowania diodami elektroluminescencyjnymi (LED), zwłaszcza w zastosowaniach oświetleniowych. Sterowniki LED oparte na technice PAM zapewniają lepszą efektywność energetyczną w porównaniu z systemami opartymi na innych popularnych technikach modulacji sterownika, takich jak modulacja szerokości impulsu (PWM), ponieważ prąd przewodzenia przepływający przez diodę LED jest zależny od intensywności strumienia świetlnego i wydajności diody LED rośnie wraz ze zmniejszaniem się prądu przewodzenia.

Sterowniki LED z modulacją amplitudy impulsu są w stanie zsynchronizować impulsy w wielu kanałach LED, aby umożliwić idealne dopasowanie kolorów. Ze względu na nieodłączny charakter PAM w połączeniu z dużą szybkością przełączania diod LED, możliwe jest wykorzystanie oświetlenia LED jako środka bezprzewodowej transmisji danych z dużą prędkością.

Telewizja cyfrowa

Standardy North American Advanced Television Systems Committee dla telewizji cyfrowej wykorzystują formę PAM do nadawania danych tworzących sygnał telewizyjny. Ten system, znany jako 8VSB , jest oparty na ośmiopoziomowej PAM. Wykorzystuje dodatkowe przetwarzanie, aby wyeliminować jedną wstęgę boczną, a tym samym bardziej efektywnie wykorzystać ograniczoną przepustowość . Wykorzystując przydział pojedynczego kanału 6 MHz, zgodnie z definicją w poprzednim analogowym standardzie NTSC , 8VSB może przesyłać 32 Mbit / s. Po uwzględnieniu kodów korekcji błędów i innych narzutów, szybkość transmisji w sygnale wynosi 19,39 Mbit / s.

Zobacz też

Uwagi

Bibliografia