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펄스 변조 (2005-07-18)

야생화정보마당 2021. 7. 16. 07:19
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 펄스변조 (Pulse Modulation)
   [도입배경]
   [펄스 변조의 정의]
   
[표본화 주기T]
   [펄스 (Pulse)]


 펄스변조의 종류
   
[펄스 진폭변조(PAM)]
   [펄스 위치변조(PPM)]
   [펄스 폭 변조(PWM)]
   [펄스 수 변조(PNM)]
   [펄스 부호 변조(PCM)]
   [델타 변조(ΔM)]

 펄스변조 (Pulse Modulation)

    [도입배경]
       1910년경 경제적인통신을하기위하여주파수분할방식에의한 다중통신이개발되었다. 
        이 
방식은주어진주파수대역내에서많은채널의신호를 전송하는방식이므로 차단특성이
        좋은
대역필터가필요하였다.

        당시의 FDM 방식에서는 대역필터를만드는데많은노력과자금을들였다.
        1930 대에비로소고가인필터를사용하지않는통신방식으로연구를 시작하여오늘날과  
        
같은펄스변조방식을이룩하게것이다.

    [펄스 변조의 정의]
       
최대 주파수가fm(Hz)인 정보신호를전송하고자표본화정리에 의하면 최소 1/2 fm()
       
간격으로 뽑아낸신호의순시값으로도신호가갖는정보를완전히전송있다
       
따라서 표본화에의한표본치에 비례하는크기로펄스열의 파라메타(진폭, , 위치, 위상)
       
 변화 시키는변조형태를말한다.

     [표본화 주기 T]
  
       신호의 레벨을양자화할신호에포함된최고주파수 f max(Hz)인 신호파를T  1/2 f m  
         
 시간에서진폭을양자화신호는수신단에서완전히복조가가능하다

        시간T표본화주기하고표본화주기간격으로표본치를만드는 조작표본화 한다.

    [펄스 (Pulse)]
       - 
펄스의 형태
                        

 

        펄스란 일반적으로짧은시간만지속되는전압, 전류또는전파의반복적인 집합이다.
        펄스의 형태를특정짓는 정수로는 위의 그림에서 보듯이
         
- 진폭 (A)
         - 펄스폭 (t0)
         - 반복주기 (T)
         - 충격계수 (d : Dute Cycle) 등이 있다
               
(d = t0/T : 펄스의 특성을표시하는 정수)



 펄스변조의 종류

    o 연속 펄스변조 : 파라메타를 연속적인아나로그으로변조하는 방식
       - 펄스 진폭변조 (PAM : Pulse Amplitude Modulation)
       - 펄스 변조 (PWM : Pulse Width Modulation)
       - 펄스 위상변조 (PPM : Pulse Phase Modulation)

    o 불연속 펄스 변조 : 신호를 불연속적인으로양자화하고양자화된 신호로 펄스를 변조
                                       하거나
, 펄스를 부호화 하는 방식
       - 펄스 변조 (PNM : Pulse Number Modulation)
       - 펄스 부호변조 (PCM : Pulse Code Modulation)
       - 델타변조 (ΔM : Delta Modulation)


[펄스 진폭변조( PAM)]


        

 

표본화한 값을신호의진폭에따라비례하는펄스로바꾸어전송하는 형태로 표본 펄스의 높이
  신호의 진폭같다

PAM 방식은 잡음이혼입될잡음이그대로복조출력으로 나타나므로S/N비가떨어지며
페이딩의 영향도받는단점있다

따라서 
 자체는사용되지 않고PSK, QAM PCM을위한중간단계변조방식으로사용된다.


[펄스 위치변조(PPM)]

        

 

펄스의 시간적 위치신호파의진폭에 비례하여 변화시키는변조방식 이다

또한 
시간적인위치변화는위상의변화이므로펄스위상변조(Pulse Phase Mod)라고도하며
펄스 시변조(Pulse Time Mod)라고도 한다.

펄스 위치변조는펄스의시간폭과진폭이일정하므로비직선성을받지 않고PAM보다S/N비가  
좋으며, 리미터 이용하여페이딩의영향을감소시킬 있다.



[펄스  변조(PWM)]

   


             

표본화 펄스의진폭이전송하고자하는신호에비례하는경우가 PAM이다.

그러나 표본화펄스의진폭은 일정하고펄스 폭이전송하고자하는 신호에따라 변화시키는
변조
방식을 PWM방식이라 한다

PWM 변조는 
진폭 제한기의 사용으로레벨변동을제거있고 펄스의상승과 하강을급격
하게
하여S/N비의개선이가능함으로비교적많이사용된다.

[펄스  변조(PNM)]



PWM 
방식에서는 전송하고자하는정보를펄스폭에실리므로폭이 펄스는 전력을포함하고
있지만
그러나필요한것은정보이지폭이 아니다

펄스 
폭과등가인정보는펄스의끝이되는위치라있다. 그 시간적 위치는PWM의 펄스파형
미분하여얻어낼있고,  펄스 위치만을 전송하는방식이다.

[펄스 부호 변조(PCM)]

      



아날로그 신호를 8Bit로 부호화하기위해서는신호파를표본화하여PAM 형태 만든양자화,
부호화단계를거쳐2부호형태로전송하는 변조방식으로서 시분할다중통신방식에사용되는
변조
 방식이다.



[델타 
변조(ΔM)] 


     

 

현재의 표본값에서이전표본값을차동신호가(+)이면 1로 부호화하고(-)이면 0으로 부호
 하는것으로,  개의 bit 단위로 부호화하므로전송 채널상의 비트에러에강한특성갖으
므로
시스템구성이간단하고신뢰도가 높아 군용특수통신용으로사용되고있다.

아날로그 파형이급격히 변할 경우변화를추적할없을경사과부하잡음(Slope Over
Load Noise)이 
발생하고반대로완만 변할 그래뉴러 잡음(Granular Noise)이 발생한다.

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