Амплитудно-импульсная модуляция - Pulse-amplitude modulation

Принцип PAM: (1) исходный сигнал, (2) сигнал PAM, (a) амплитуда сигнала, (b) время

Амплитудно-импульсная модуляция ( PAM ) - это форма модуляции сигнала, при которой информация сообщения кодируется в виде амплитуды серии импульсов сигнала. Это является аналогом схема импульсной модуляции , в которой амплитуда на поезде импульсов несущих изменяются в соответствии со значением выборки сигнала сообщения. Демодуляция выполняется путем определения уровня амплитуды несущей в каждом отдельном периоде.

Типы

Существует два типа амплитудно-импульсной модуляции:

• В PAM с одной полярностью к сигналу добавляется подходящее фиксированное смещение постоянного тока, чтобы гарантировать, что все импульсы будут положительными.
• В PAM с двойной полярностью импульсы бывают как положительными, так и отрицательными.

Амплитудно-импульсная модуляция широко используется для модуляции передачи сигналов цифровых данных, причем приложения, не связанные с основной полосой частот , в значительной степени заменены импульсно-кодовой модуляцией , а в последнее время - импульсно-позиционной модуляцией .

Число возможных амплитуд импульсов в аналоговом PAM теоретически бесконечно. Цифровой PAM уменьшает количество амплитуд импульсов до некоторой степени, равной двум. Например, в 4-уровневом РАМ возможны дискретные амплитуды импульсов; в 8-уровневом ПАМ возможны дискретные амплитуды импульсов; а в 16-уровневом РАМ возможны дискретные амплитуды импульсов. ${\ displaystyle 2 ^ {2}}$${\ displaystyle 2 ^ {3}}$${\ displaystyle 2 ^ {4}}$

Использует

Ethernet

Некоторые версии стандарта связи Ethernet являются примером использования PAM. В частности, стандарты 100BASE-T4 и BroadR-Reach Ethernet используют трехуровневую модуляцию PAM (PAM-3), 1000BASE-T Gigabit Ethernet использует пятиуровневую модуляцию PAM-5, а 10GBASE-T 10 Gigabit Ethernet использует Tomlinson-Harashima Предварительно закодированная (THP) версия амплитудно-импульсной модуляции с 16 дискретными уровнями (PAM-16), закодированная в двумерном шаблоне шахматной доски, известном как DSQ128. 25 Gigabit Ethernet и некоторые медные варианты 100 Gigabit Ethernet и 200 Gigabit Ethernet используют модуляцию PAM-4.

GDDR6X

GDDR6X , разработанный Micron и Nvidia и впервые использованный в видеокартах Nvidia RTX 3080 и 3090 , использует сигнализацию PAM4 для передачи 2 бита за такт без необходимости прибегать к более высоким частотам или двум каналам или полосам с соответствующими передатчиками и приемниками, что может увеличить энергопотребление или занимаемое пространство и стоимость. Более высокие частоты требуют большей полосы пропускания, что является серьезной проблемой за пределами 28 ГГц при попытке передачи по медному кабелю. Внедрение PAM4 обходится дороже, чем предыдущее кодирование NRZ (без возврата к нулю, PAM2), отчасти потому, что оно требует больше места в интегральных схемах и более подвержено проблемам с отношением сигнал / шум (SNR).

Фото биология

Эта концепция также используется для изучения фотосинтеза с использованием специализированного прибора, который включает спектрофлуориметрическое измерение кинетики нарастания и затухания флуоресценции в светособирающей антенне тилакоидных мембран, таким образом исследуя различные аспекты состояния фотосистем в различных условиях окружающей среды. условия. В отличие от традиционных измерений флуоресценции хлорофилла с адаптацией к темноте , устройства флуоресценции амплитуды импульса позволяют проводить измерения в условиях окружающего освещения, что делает измерения значительно более универсальными.

Электронные драйверы для светодиодного освещения

Амплитудно-импульсная модуляция также была разработана для контроля светодиодов (LED), особенно для освещения приложений. Драйверы светодиодов, основанные на методе PAM, обеспечивают повышенную энергоэффективность по сравнению с системами, основанными на других распространенных методах модуляции драйверов, таких как широтно-импульсная модуляция (PWM), поскольку прямой ток, проходящий через светодиод, зависит от интенсивности светового потока и эффективности светодиода. увеличивается при уменьшении прямого тока.

Драйверы светодиодов с амплитудно-импульсной модуляцией могут синхронизировать импульсы по нескольким светодиодным каналам для обеспечения идеального соответствия цветов. Из-за неотъемлемой природы PAM в сочетании с быстрой скоростью переключения светодиодов можно использовать светодиодное освещение в качестве средства беспроводной передачи данных на высокой скорости.

Цифровое телевидение

Стандарты Североамериканского комитета по передовым телевизионным системам для цифрового телевидения используют форму PAM для трансляции данных, составляющих телевизионный сигнал. Эта система, известная как 8VSB , основана на восьмиуровневом PAM. Он использует дополнительную обработку для подавления одной боковой полосы и, таким образом, более эффективно использует ограниченную полосу пропускания . Используя выделение одного канала 6 МГц, как определено в предыдущем аналоговом стандарте NTSC , 8VSB может передавать 32 Мбит / с. После учета кодов с исправлением ошибок и других служебных данных скорость передачи данных в сигнале составляет 19,39 Мбит / с.

Смотрите также

• 8VSB
• Манипуляция со сдвигом амплитуды
• Множественный доступ с контролем несущей
• Плотно-импульсная модуляция
• Сеть формирования импульсов
• Квадратурная амплитудная модуляция (QAM)

Ноты

использованная литература