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Modulación PAM, PPM y PWM

Elaborado por Ernesto Sandoval
by

Lili Cardenas

on 10 September 2016

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Transcript of Modulación PAM, PPM y PWM

PAM, PPM y PWM
Modulación por Amplitud de Pulsos
PAM
Es la más sencilla de las modulaciones digitales. Consiste en cambiar la amplitud de una señal, de frecuencia fija, en función del símbolo a transmitir.

En la modulación por amplitud de pulsos, la señal no necesariamente es de dos niveles, sino que el nivel de la señal puede tener cualquier valor real, si bien la señal es discreta, en el sentido de que se presenta a intervalos definidos de tiempo, con amplitudes, frecuencias, o anchos de pulso variables.
Modulación por Amplitud de Pulsos
PAM
En el caso de PAM, la anchura y la separación de los pulsos permanece constante, siendo la amplitud de los mismos lo que varía de acuerdo con la amplitud de la moduladora, tal y como se ve en la figura anterior. Como puede observarse en la figura la señal analógica sería la envolvente del conjunto de pulsos obtenidos tras la modulación.
Modulación por Amplitud de Pulsos
PAM
Muestreo
El proceso de muestreo es común a todos los sistemas de modulación de pulsos y por lo general, su descripción se hace en el dominio del tiempo. Mediante el muestreo, una señal analógica continua en el tiempo, se convierte en una secuencia de muestras discretas de la señal, a intervalos regulares. El teorema de muestreo establece que: Una señal continua, de energía finita y limitada en banda, sin componentes espectrales por encima de una frecuencia fmax, queda descrita completamente especificando los valores de la señal a intervalos de 1/2fmax segundos. La señal así muestreada puede recuperarse mediante un filtro de paso bajo.
Ventajas
El método de prueba usado en PAM es más eficaz en otras áreas de ingeniería que en la comunicación de datos (informática).
Aunque PAM está en la base de un importante método de codificación analógica - digital llamado modulación de código de pulso (PCM).
Desventajas
Ineficaz en comunicaciones debido a que aunque traduzca la forma actual de la onda a una serie de pulsos, siguen teniendo la amplitud de pulsos todavía señal analógica y no digital. Para hacerlos digitales, se deben de modificar usando modulación de código de pulso (PCM).

La transmisión de las señales moduladas por amplitud de pulsos impone condiciones severas respecto a las respuestas en magnitud y fase del sistema, a causa de la corta duración de los pulsos.

Por otra parte, el comportamiento de un sistema PAM respecto al ruido nunca puede ser superior al de transmisión en banda base
Modulación por Posición de Pulso
(PPM)
Es un tipo de modulación en la cual una palabra de R bits es codificada por la transmisión de un único pulso que puede encontrarse en alguna de las posiciones posibles. Si esto se repite cada X segundos, la tasa de transmisión es de R/X bits por segundo.
Este tipo de modulación se usa principalmente en sistemas de comunicación óptica, donde tiende a haber poca o ningún tipo de interferencia por caminos múltiples.
En PDM los pulsos largos gastan una cantidad considerable de potencia durante el pulso mientras que no añaden información adicional. Si dicha potencia adicional se elimina de la señal PDM y se conserva únicamente los instantes de las transiciones, se obtiene un tipo ms eficiente de modulación de pulsos denominado modulación por posición de pulsos o PPM.
Modulación por Posición de Pulso
(PPM)
En el caso de la modulación por posición de pulso, la anchura y la amplitud de los pulsos permanece constante, siendo la posición de los mismos lo que varía de acuerdo con la amplitud de la moduladora, tal como se muestra en la figura anterior. La distancia entre dos pulsos representa la amplitud muestreada de la onda seno.
Modulación por Posición de Pulso
(PPM)
Sincronización
Una de las principales dificultades en la implementación de esta técnica es que el receptor debe estar debidamente sincronizado para poder alinear el reloj local con el inicio de cada símbolo. Por este motivo, se implementa usualmente de manera diferencial, como Modulación por Posición de Pulso Diferencial, donde la posición de cada pulso es elegida en función del pulso anterior, y de esta manera, el receptor sólo debe medir la diferencia de tiempo entre la llegada de los sucesivos pulsos. Con este tipo de modulación, un error en el reloj local se podría propagar sólo a la medición de dos pulsos adyacentes, en vez de a toda la transmisión.
Ventajas
Una de las principales ventajas de este tipo de modulación es que es una modulación M-aria que puede ser implementada de forma no coherente, de manera tal que el receptor no necesita utilizar un lazo de seguimiento de fase.
Esto hace que sea un candidato adecuado para los sistemas de comunicaciones ópticas, donde una modulación y detección coherente es difícil y muy cara. La única otra modulación común M-aria no coherente es la técnica de modulación por desplazamiento de frecuencia, que es la técnica análoga
pero en el dominio de la frecuencia.
Desventajas
Sensible a la interferencia por caminos múltiples que surge en canales con desvanecimientos selectivos en frecuencia, donde la señal en el receptor contiene ecos de los pulsos transmitidos.
Dado que la información está codificada en el tiempo de llegada, ya sea de manera diferencial o relativa a un reloj común, la presencia de estos ecos hace que sea extremadamente difícil, si no imposible, poder determinar con precisión la posición correcta del pulso transmitido.
Modulación por Ancho de Pulsos
(PWM)
(MAP o PWM, siglas del inglés Pulse-Width Modulation) de una señal o fuente de energía es una técnica en la que se modifica el ciclo de trabajo de una señal periódica (una sinusoidal o una cuadrada, por ejemplo), ya sea para transmitir información a través de un canal de comunicaciones o para controlar la cantidad de energía que se envía a una carga.
Modulación por Ancho de Pulsos
(PWM)
Este tipo de señales es muy utilizada en circuitos digitales que necesitan emular una señal analógica.

Este tipo de señales son de tipo cuadrada o sinusiodales en las cuales se les cambia el ancho relativo respecto al período de la misma, el resultado de este cambio es llamado ciclo de trabajo y sus unidades están representadas en términos de porcentaje.
Modulación por Ancho de Pulsos
(PWM)
Ventajas
Eficiencia: Los generadores se ejecutarán más frescos que el estándar de amplificadores de potencia lineales, que requieren de masa con mucho menos calor.
Aplicaciones
Desventajas
En la actualidad existen muchos circuitos integrados en los que se implementa la modulación PWM, además de otros muy particulares para lograr circuitos funcionales que puedan controlar fuentes conmutadas, controles de motores, controles de elementos termoeléctricos, choppers para sensores en ambientes ruidosos y algunas otras aplicaciones.
Permite enviar más canal usando TDM
La principal desventaja que presentan los circuitos PWM, es la posibilidad de que haya interferencias generadas por radiofrecuencia. Éstas pueden minimizarse, ubicando el controlador cerca de la carga y realizando un filtrado de la fuente de alimentación.
Elaborado por: Ernesto Sandoval
Universidad Fermín Toro
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