Modulația Impulsurilor în Cod

2 - IMPULSUL SI MODULATIA IMPULSURILOR ÎN COD

2.1 – Revederea conceptelor de baza

Datele experimentale si functiile matematice sunt frecvent reprezentate ca si functii continue chiar în conditiile în care se utilizeaza pentru trasarea graficelor un numar finit de puncte discrete. Daca aceste puncte discrete sau esantioane sunt suficient de apropiate se poate trasa curba prin aceste puncte iar valorile intermediare se obtin prin interpolare cu un grad rezonabil de acuratete.

Se poate afirma ca functia continua este adecvat descrisa de punctele-esantioanele discrete.

Într-o maniera similara un semnal electric, satisfacînd anumite cerinte, poate fi refacut în întregime dintr-un set de esantioane instantanee. În acest fel este posibila transmiterea numai a valorilor esantioanelor în locul transmiterii semnalului întregime, teoria esantionarii precizînd în mod precis conditiile necesare. Tehnica descrisa mai sus se numeste modulatia impulsurilor.

Diferenta între modulatia impulsurilor si modulatia cu semnal purtator continuu este urmatoarea: în cazul modulatiei cu semnal purtator continuu, anumiti parametri ai undei modulate variaza continuu odata cu mesajul; în cazul modulatiei impulsurilor, anumiti parametri ai fiecarui impuls sunt modulati de valoarea semnalului din momentul în care se realizeaza esantionarea. În mod uzual, durata impulsurilor este mult mai mica decît durata dintre impulsuri si din acest motiv unda modulata rezultata are valoarea 0 în cea mai mare parte a timpului.

Aceasta proprietate determina doua avantaje ale modulatiei impulsurilor, în comparatie cu modulatia cu semnal purtator continuu. În primul rînd puterea ce trebuie transmisa poate fi concentrata în “rafale scurte”(burst, în engleza) si nu trebuie transmisa în mod continuu. Acest avantaj permite utilizarea unor dispozitive cum ar fi tuburile de microunde de înalta putere, laserii care opereaza pe baza de impulsuri.

În al doilea rînd intervalul de timp dintre impulsuri poate fi ocupat,“umplut” cu valori ale esantioanelor corespunzatoare altor mesaje, astfel se pot transmite mai multe mesaje simultan pe un singur sistem de comunicatii. Aceasta tehnica de multiplexare în domeniul timp se numeste multiplexare cu diviziune în timp [time-division multiplexing (TDM), în engleza].

O alta diferenta între modulatia impulsurilor si modulatia cu semnal purtator continuu este ca semnalul format din impulsuri contine o componenta apreciabila de c.c. precum si de joasa frecventa. O transmisie eficienta presupune o a doua operatie, o modulatie cu semnal purtator continuu care sa realizeze o translatare completa în frecventa. Din acest punct de vedere modulatia impulsurilor este mai mult o tehnica de procesare a mesajelor decît o tehnica de modulatie, în sensul propriu al cuvîntului. Dealtfel, cea mai frecventa utilizare a modulatiei impulsurilor este procesarea mesajelor în cazul transmisiunilor multiplexate cu diviziune în timp.

Exista doua tipuri de modulatie a impulsurilor: analogica, cum ar fi modulatia impulsurilor în amplitudine (MIA), modulatia impulsurilor în durata (MID), sau modulatia impulsurilor de pozitie (MIP) care în multe privinte este similara cu o modulatie liniara si digitala sau modulatia impulsurilor în cod, care nu are echivalent în cazul modulatiei cu semnal purtator continuu.

În cazul ambelor tipuri de comunicatii prin modulatia impulsurilor, operatia cheie este reprezentata de extragerea valorilor esantioanelor din semnalul util, din mesajul ce trebuie transmis. Ne vom ocupa în continuare de aceasta operatie.

2.2 – Esantionarea

Se considera circuitul din Fig.1A. Comutatorul îsi schimba periodic pozitia (comuta) între cele doua contacte cu frecventa de esantionare fs (sampling rate, în engleza). Durata de timp între doua esantioane succesive se numeste perioada de esantionare Ts =1/fs. Durata de timp pentru care contactul ramîne pe pozitia ON este notata cu T.

Figura 1B indica forma undei rezultate: semnalul original apare segmentat, “chopat” cu frecventa cu care comuta întrerupatorul, dar este “substantial recognoscibil”. Vom prezenta într-o sectiune umatoare ce conditii trebuie îndeplinite pentru ca sa nu se piarda informatia continuta de semnalul original.