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LA MODULAZIONE AD IMPULSI

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LA MODULAZIONE AD IMPULSI

La modulazione ad impulsi viene detta anche PM = Pulse Modulation ed È nata per la comunicazione tra radar militari: in questo tipo di modulazione viene utilizzata come portante, una serie di impulsi, dei quali si viene a variare, allatto della modulazione, lampiezza (od altezza), o la larghezza, o la posizione degli impulsi stessi, secondo la legge imposta dal segnale modulante, ancora di tipo analogico,  che contiene linformazione da trasmettere.




Anche questo tipo di modulazione ha comunque il duplice scopo di:

Rendere il segnale piÙ idoneo al mezzo trasmissivo

Poter mescolare il nostro segnale insieme ad altri segnali sulla stessa linea di trasmissione (fenomeno noto con il termine di multiplazione ) per ottimizzare luso dei cavi di trasmissione sia in termini di impiego che di costi; con un solo cavo si possono trasmettere piÙ informazioni contemporaneamente.

In realtÀ, la serie di impulsi suddetta, altro non È che una serie di treni di impulsi, ossia gruppi di segnali in alta frequenza intervallati nel tempo. La figura dÀ unidea di come puÒ essere costituita questa portante. Dallesame della figura, È possibile definire

T = periodo

t0 =durata dellimpulso

Vp = Ampiezza od altezza dellimpulso

Il segnale deve perÒ soddisfare a determinate condizioni:

se fm È la massima frequenza del segnale modulante analogico (che contiene linformazione) allora la fp = frequenza della portante deve risultare fp >> fm (per il teorema di Shannon) ed inoltre,

per evitare che durante la modulazione due impulsi vengano a sovrapporsi, occorre che la durata dellimpulso t0 << T- t0 sia piÙ piccolo dellintervallo di tempo che intercorre tra un impulso e laltro (cosa non evidente nella figura nella quale È disegnato proprio lopposto!!), in conclusione:

T- to << 1/ (2* fm)

I sistemi che utilizzano questo tipo di modulazione ad impulsi, fanno parte della cosiddetta: modulazione non quantizzata nella quale  linformazione (qualunque sia la sua forma donda, pur sempre di tipo analogico) modula i parametri degli impulsi portanti in modo continuo.

Si distinguono tre casi di modulazione ad impulsi:

MODULAZIONE PAM = Pulse Amplitude Modulation (ampiezza)

MODULAZIONE PWM = Pulse Width Modulation (larghezza o durata)

MODULAZIONE PPM = Pulse Position Modulation (posizione)



3.1 LA MODULAZIONE PAM = Pulse Amplitude Modulation (modulazione in ampiezza degli impulsi).

Con questo sistema, lampiezza dellimpulso portante Vp, viene variato in funzione del segnale modulante (di frequenza generalmente piÙ bassa), mantenendo costanti gli altri due parametri T e t0 (vedi la Fig. pam). Questo sistema puÒ assomigliare molto alla modulazione analogica di ampiezza giÀ vista, con la differenza nella forma donda della portante, non piÙ di tipo continuo e sinusoidale, ma di tipo impulsivo; ciÒ determina una differenza nello spettro delle frequenze che È molto piÙ esteso e quindi piÙ critico. Proprio per questa somiglianza, anche il sistema PAM risulta molto sensibile agli inquinamenti causati dal rumore.

3.2 LA MODULAZIONE PWM =Pulse Width Modulation (modulazione della durata degli impulsi).

In questo caso il parametro caratteristico che viene modulato dallinformazione, risulta essere t0, mentre rimangono costanti Vp e T (vedi la Fig.pwm).

Questo tipo di modulazione offre il vantaggio di una notevole insensibilitÀ al rumore e di un piÙ alto rendimento, ma oppone lo svantaggio di dar origine ad una banda occupata in frequenza decisamente maggiore.

3.3 LA MODULAZIONE PPM Pulse Position Modulation (modulazione della posizione degli impulsi).

In tal caso il parametro caratteristico che viene modulato dallinformazione, È ora T rimanendo pertanto costanti sia Vp che t0 (vedi la Fig.ppm).

Onde consentire il sincronismo fra trasmettitore e ricevitore, con questo tipo di modulazione È importante trasferire, insieme al segnale modulato, anche un impulso di riferimento rispetto al quale sia possibile valutare, allatto della ricezione, la posizione esatta dellimpulso modulato.

Conclusioni sulla modulazione ad impulsi

Analizzando questo sistema, È possibile verificare che anche in questo caso, il segnale modulante viene mescolato alla portante con le stesse modalitÀ viste per la modulazione analogica, con lunica differenza che questa volta la portante non È piÙ di tipo continuo, ma È di tipo impulsivo. La singolaritÀ di questo sistema consiste nel creare, nel segnale modulato, degli intervalli di tempo nei quali il segnale stesso È assente.

Visto nel dominio del tempo, sulla linea trasmissiva, questo fatto comporta quindi la presenza del segnale modulato (con tecnica PAM, o PPM, o PWM, nellintervallo to, alternata ad unassenza di segnale (nellintervallo T-t0) in modo regolare.

Ebbene questi spazi vuoti potranno essere utilizzati per interporvi limpulso modulato di unaltro segnale informazione, il quale, opportunamente sfasato nel tempo, andrÀ ad intercalarsi in modo ritmico con il segnale modulato precedente (ovviamente, potranno essere intercalati in questo spazio temporale vuoto anche piÙ segnali, questo dipenderÀ da quanti intervalli di tempo t0 riusciranno a stare dentro allintervallo T-t,,).

In questo modo È possibile allineare e mescolare sulla stessa linea trasmissiva piÙ segnali informazione diversi contemporaneamente, realizzando una migliore utilizzazione della linea stessa e sviluppando un notevole risparmio in termini di costi.

Questa tecnica viene chiamata multiplazione a divisione di tempo (tdm).






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