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アナログ通信-パルス変調

連続波変調の後、次の区分はパルス変調です。 この章では、次のアナログパルス変調技術について説明します。

  • パルス振幅変調
  • パルス幅変調
  • パルス位置変調

パルス振幅変調

  • Pulse Amplitude Modulation(PAM)*テクニックでは、パルスキャリアの振幅が変化します。これは、メッセージ信号の瞬間的な振幅に比例します。

パルス振幅変調信号は、信号が波全体の経路を追跡するため、元の信号の振幅に従います。 ナチュラルPAMでは、ナイキストレートでサンプリングされた信号は、正確なカットオフ周波数を持つ効率的な*ローパスフィルター(LPF)*を通過させることで再構築できます。

次の図は、パルス振幅変調を説明しています。

変調信号

キャリアパルストレイン

ナチュラルパム

PAM信号はLPFを通過しますが、歪みなしで信号を回復することはできません。 したがって、このノイズを回避するには、フラットトップサンプリングを使用します。 フラットトップPAM信号を次の図に示します。

フラットトップパム

  • フラットトップサンプリング*とは、サンプリングされる信号を、サンプリングされるアナログ信号に対して信号の振幅を変更できないパルスで表すことができるプロセスです。 振幅のトップはフラットのままです。 このプロセスにより、回路設計が簡素化されます。

パルス幅変調

  • Pulse Width Modulation(PWM)*またはPulse Duration Modulation(PDM)またはPulse Time Modulation(PTM)テクニックでは、パルスキャリアの幅または持続時間または時間が変化し、メッセージ信号の瞬間的な振幅に比例します。

この方法ではパルスの幅は変化しますが、信号の振幅は一定のままです。 振幅リミッターは、信号の振幅を一定にするために使用されます。 これらの回路は振幅を所望のレベルにクリップオフするため、ノイズは制限されます。

次の図は、パルス幅変調のタイプを説明しています。

パルス幅変調のタイプ

PWMには3つのタイプがあります。

  • パルスの立ち上がりエッジは一定であり、立ち下がりエッジはメッセージ信号に応じて変化します。 このタイプのPWMの波形は、上の図で(a)として示されています。
  • パルスの後縁は一定であり、前縁はメッセージ信号に従って変化します。 このタイプのPWMの波形は、上の図で(b)として示されています。
  • パルスの中心は一定であり、リーディングエッジとトレーリングエッジはメッセージ信号に応じて変化します。 このタイプのPWMの波形は、上図に示されている(c)として示されています。

パルス位置変調

  • Pulse Position Modulation(PPM)*は、パルスの振幅と幅を一定に保つアナログ変調方式で、各パルスの位置は、基準パルスの位置を基準にして、サンプリングされた瞬間に応じて変化します。メッセージ信号の値。

送信機は、送信機と受信機の同期を保つために同期パルス(または単に同期パルス)を送信する必要があります。 これらの同期パルスは、パルスの位置を維持するのに役立ちます。 次の図は、パルス位置変調を説明しています。

PPMベースバンド信号

PPM周期的シーケンシャルパルス列

PWM PPM信号

パルス位置変調は、パルス幅変調信号に従って行われます。 パルス幅変調信号の各後縁は、PPM信号のパルスの開始点になります。 したがって、これらのパルスの位置は、PWMパルスの幅に比例します。

利点

振幅と幅が一定であるため、処理される電力も一定です。

不利益

送信機と受信機の間の同期は必須です。

PAM、PWM、およびPPMの比較

次の表は、3つの変調手法の比較を示しています。

PAM PWM PPM
Amplitude is varied Width is varied Position is varied
Bandwidth depends on the width of the pulse Bandwidth depends on the rise time of the pulse Bandwidth depends on the rise time of the pulse
Instantaneous transmitter power varies with the amplitude of the pulses Instantaneous transmitter power varies with the amplitude and the width of the pulses Instantaneous transmitter power remains constant with the width of the pulses
System complexity is high System complexity is low System complexity is low
Noise interference is high Noise interference is low Noise interference is low
It is similar to amplitude modulation It is similar to frequency modulation It is similar to phase modulation