脉冲幅度调制(PAM)

欧宝体育在线入口:一个调制根据消息信号的幅值来改变脉冲载波信号的幅值的技术称为脉冲幅度调制(PAM)．

简单地说，数据的传输是通过脉冲的振幅根据调制信号的变化来进行的。

PAM的基础知识

与连续波调制相比，该技术没有显示出太多的变化。唯一的区别是脉冲调制技术中的载波在本质上不是连续的，而是一个矩形脉冲串。

脉冲信号的幅度调制是通过对模拟调制信号的采样来实现的。信号的采样基本采用自然采样法或平顶采样法。

对于PAM，需要注意的是平顶采样被广泛应用这比自然采样更受欢迎。这是因为，在信号传输时，信道噪声引入了某种形式的失真，在平顶情况下可以很容易地消除。

与在PAM信号的情况下进行自然采样相比，那么脉冲的顶部根据调制信号而变化。因此，在这种情况下，从采样信号中消除噪声成分在检测时变得有些困难。

与此同时，自然采样是一个有点复杂的过程与平顶采样相比。

因此，平顶采样是脉冲调幅的首选方法。

PAM生成器框图

下图显示了PAM生成器的框图

如我们所见，它由一个低通滤波器、一个调制器、一个序列发生器和一个脉冲重塑电路组成。

这里把调制信号交给低通滤波器，以便对消息信号进行带限。

在开始时放置LPF是为了避免样本的混叠。LPF只通过信号的低频成分，而消除高频信号成分。然后将LPF的输出提供给调制器，在调制器中与矩形脉冲串混合。

基本上，脉冲载波被这里的消息信号调制。矩形载波脉冲由脉冲产生电路产生。

调制器产生一个脉冲调幅信号．采样脉冲可以通过自然采样或平顶采样来实现。调制器的输出提供给脉冲整形电路。这基本上塑造了脉冲，使它可以很容易地被接收器检测到。

正如我们已经讨论过的，为什么平顶采样优于自然采样。在长距离信号传输的情况下，中继器对平顶脉冲的再生比较容易。

PAM信号产生电路图

让我们进一步看一看PAM信号发生器的电路图。

这里R_b, R_e和R_c为基极电阻，发射极电阻，集电极电阻和V_cc为电源电压。电路中使用的晶体管负责产生所需的脉冲信号。

这个电路也被称为射极跟随器当输出从晶体管的发射极端接收时。

矩形脉冲与消息信号一起应用于晶体管。当脉冲的峰值很高，它使晶体管在饱和区工作．因此，它表现为一个短路，允许模拟信号到达输出。

然而，如果矩形脉冲的低峰值，晶体管在截止区工作．因此，它开始表现为一个开放电路，并阻止信号传输。

通过这种方式，一个脉冲调幅信号被传输。

下面所示的波形图将使您对发电机电路的处理有更好的了解。

这里我们可以看到，第一个图像代表模拟消息信号，下一个显示脉冲载波，要调制。最后一个图是电路产生的PAM信号。

波形中的PAM信号显示平顶采样，由于其优点，最受青睐。然而，在框图中，我们已经看到调制器正在执行自然采样。

在产生和传输PAM信号时要考虑的另一个重要方面是它带宽利用率．那么，现在让我们讨论一下PAM信号所利用的传输带宽。

PAM传输带宽

在脉冲调幅技术中，通常假设被调制信号的脉冲持续时间τ (tau)相对于两个样本之间用T表示的时间周期非常小_年代

考虑调制信号m(t)的最大频率为f_米，从而对应于抽样定理

: fs为采样频率，

或者我们可以写成，

但正如我们已经讨论过的，

因此,

当调制脉冲的开、关时间相同时，达到脉冲调制信号的最大频率，

因此，在PAM信号的情况下，传输带宽在某种程度上等于最大频率分量。

所以,BW≥f_马克斯

然而，我们知道，

因此

因此,

或者我们可以说，

因此，传输PAM信号的带宽大于消息信号的最大频率分量．

脉冲幅度调制的优点

• PAM是最简单的脉冲调制形式。
• 它的实现非常简单。

脉冲幅度调制的缺点

• 需要的传输带宽非常大。
• 由于振幅的不同，发电机组所需的功率也不同。
• 由于振幅变化，对噪声免疫能力较差。

脉冲幅度调制的应用

它用于LED照明，在微控制器中以产生控制信号和在以太网通信系统中。