impulsová modulace
DESCRIPTION
Impulsová modulace. Střední odborná škola Otrokovice. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav Hubáček. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Impulsová modulace
Střední odborná škola Otrokovice
www.zlinskedumy.cz
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.
Charakteristika 1 DUM
Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice
Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /1
Autor Ing. Miroslav Hubáček
Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-EL-ELZ/2-EL-2/3
Název DUM Impulsová modulace
Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání
Kód oboru RVP 26-51-H/01
Obor vzdělávání Elektrikář
Vyučovací předmět Elektronická zařízení
Druh učebního materiálu Výukový materiál
Cílová skupina Žák, 16 – 17 let
Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce učitelem, případně jako materiál pro samostudium, nutno doplnit výkladem; náplň: seznámení s principy impulsové modulace a jejím využitím
Vybavení, pomůcky Počítač, dataprojektor, interaktivní tabule
Klíčová slova Impulsová modulace, binární signál, vzorkování
Datum 19. 2. 2013
Impulsová modulace
Náplň výuky
Vzorkování signáluKvantovaná modulaceNekvantovaná modulaceVyužití impulsové modulace v praxi
Impulsová modulace
• 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)
kdeTv je interval mezi dvěma vzorkyfmax je maximální frekvence signálu
Vzorkování signálu
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 kHzJednotlivých diskrétní hodnoty vzorkovaného signálu dále projdou procesem kvantování a kódování.
Proces vzorkování a kvantování signálu
Obr. 1: Vzorkování signálu
Vzorkování analogového signálu se provádí pomocí obdélníkových impulsů nenulové šířky.
a) spojitý signál
b) vzorkovaný signál c) kvantovaný signál
Impulsová modulace
Nekvantovaná
• amplitudová – PAM
• šířková – PWM
• polohová – PPM
Kvantovaná
delta – ΔM
pulsně kódovaná – PCM
Pulsně amplitudová modulace – PAM
• 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
Ukázka PAM
Obr. 2: Pulsně amplitudová modulace
Tv – doba vzorkování
Pulsně šířková modulace – PWM
• v závislosti na amplitudě signálu ovlivňuje šířka impulzů – amplituda zůstává stejná
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
Modulace delta
• 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
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:
1. V čem se liší impulsová modulace od analogové ?
2. Vysvětlete používané principy impulsové modulace.
3. V čem se liší kvantovaná modulace od nekvantované ?
4. 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-signaluObr. 1b: REICHL. Proces vzorkování: vzorkovaný signál. In: [online].2012 [vid. 21.2.2013].
Dostupné z http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/1356-vzorkovani-signaluObr. 1c: REICHL. Proces vzorkování: kvantovaný signál. In: [online].2012[vid.21.2.2013].
Dostupné z http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/1356-vzorkovani-signaluObr. 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=5126Obr. 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]. Dostupné z: 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
Děkuji za pozornost