Modulación de Pulsos
Modulación de Pulsos
• Las señales de pulso modulado, como PAM, PWM y PPM, no son transmitidas directamente, pero la mayoría de las veces son usadas para modular frecuencia de una portadora analógica.
• Sin embargo, las señales PCM o DM, las cuales son códigos digitales verdaderos, pueden ser transmitidas mediante métodos de computadora digital.
La modulación de pulso incluye:
• modulación por amplitud de pulso (PAM)
• modulación del ancho de pulso (PWM)
• modulación de la posición de pulso (PPM)
Modulación Análoga de Pulsos
Modulación Análoga de Pulsos
Las PWM y PPM son del tipo de modulación por tiempo de pulso (PTM).
Modulación Análoga de Pulsos
Aunque las señales del pulso modulado (PULSE MODULATED SIGNAL) son discontinuas, estos pulsos no son señales digitales verdaderas. PAM, PWM y PPM son respectivamente, los pulsos equivalentes de AM, FM y PM de las señales portadoras analógicas.
Modulación Análoga de Pulsos
En PAM, el espacio de tiempo en blanco entre los pulsos de amplitud PAM transmitidos es uniforme, ya que la frecuencia de muestreo es constante. Las señales PAM de otras señales de mensaje puede ser insertadas en dicho espacio de tiempo en blanco para la transmisión de las señales multiplexadas.
Dos señales de mensaje multiplexadas por división de tiempo (TDM) aparecen como se muestra en la imagen superior.
Modulación de Amplitud de Pulso (PAM)
la amplitud de cada muestra de pulso es proporcional a la amplitud de la señal de mensaje en el momento de muestreo.
Modulación de Amplitud de Pulso (PAM)
Dos ventajas de la transmisión de señales PAM por encima de las señales analógicas completas son:
• Si la duración del pulso PAM es pequeña, la energía requerida para transmitir los pulsos es mucho menor que la energía requerida para transmitir la señal analógica.
• El intervalo de tiempo entre los pulsos PAM debe ser llenado con muestras de otros mensajes, lo cual permite que varios mensajes se puedan transmitir simultáneamente en un canal: esta técnica es llamada multiplexación por división de tiempo (TDM).
Generación de la señal (PAM)
Muestreo Natural Muestreo Instantáneo
Generación de la señal (PAM)
Señal muestreada
(Gp:) Serie de pulsos periódicos de amplitud unitaria, ancho y periodo T =1 / fc
Por el teorema del desplazamiento en la frecuencia
Ciclo de trabajo
Generación de la señal (PAM)
Generación de la señal (PAM)
Frecuencia de Nyquist = 2 x fm
frecuencia de Nyquist (Nyquist rate) – es la tasa de muestreo teórico mínimo, para formar una señal de pulso modulado (PAM, PWM, PPM, PCM, etc.) que representa una señal analógica. La frecuencia Nyquist es igual a dos veces la frecuencia de la señal de mensaje máxima.
circuito muestreo/retención – es un circuito que retiene la amplitud de cada pulso de salida a un nivel constante entre los tiempos de muestreo de entrada.
Generación de la señal (PAM)
aliasing (distorsión de la señal) – es una condición de una señal PAM, donde la frecuencia de banda lateral más baja (fs – fm) es menor que la frecuencia de la señal de mensaje máxima (fm); aliasing es llamada también distorsión por superposición (fold over).
Generación de la señal (PAM)
Generación de la señal (PAM)
Los niveles de potencia armónicos alcanzan un nivel mínimo en intervalos regulares que dependen del ancho y período del pulso.
Generación de la señal (PAM)
Los niveles de potencia armónicos alcanzan un nivel mínimo en intervalos regulares que dependen del ancho y período del pulso.
Modulación por Amplitud de Pulsos
La señal PAM es una señal muestreada con retención. Una señal xPAM (t) unipolar RZ se puede describir a través de:
Donde:
nTS Es el instante de muestreo
A es un valor constante con la condición que sea mayor al mínimo de la señal de información m(t) con fines de sincronismo.
Trabajo independiente: Obtener la misma ecuación pero usando la sumatoria de Convolución.
Modulación por Amplitud de Pulsos
Se puede estimar según los siguientes criterios:
Si el BW del canal fuese comparable a la frecuencia de muestreo: No tiene sentido muestrear!
Si el BW del canal fuese algo mayor causaría el efecto de distorsión.
Ancho de Banda en PAM
Relación de expansión de ancho de banda
Modulación por Amplitud de Pulsos
Ejercicio:
Dada la señal m(t) = 5 + 20 cos2 (104 pt), se desea modular en PAM con Retorno a Cero, a una relación de trabajo de 20%. El muestreo se efectúa al doble de la frecuencia de Nyquist.
Determine el factor de expansión del ancho de banda.
Grafique la señal PAM entre 0 = t = 130 µseg, y determine los valores de xPAM (t) para t = Ts y t = 2Ts .
Ancho de Banda en PAM
Modulación por Amplitud de Pulsos
Solución:
Ancho de Banda en PAM
Modulación por Amplitud de Pulsos
Ancho de Banda en PAM
Modulación Análoga de Pulsos