Impulsová modulace Střední odborná škola Otrokovice

Prezentace na téma: "Impulsová modulace Střední odborná škola Otrokovice"— Transkript prezentace:

1 Impulsová modulace Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav Hubáček. Dostupné z Metodického portálu ISSN:  , financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

2 Charakteristika 1 DUM Název školy a adresa
Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, Otrokovice Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/ /1 Autor Ing. Miroslav Hubáček Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-EL-ELZ/2-EL-2/3 Název DUM Impulsová modulace Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání Kód oboru RVP 26-51-H/01 Obor vzdělávání Elektrikář Vyučovací předmět Elektronická zařízení Druh učebního materiálu Výukový materiál Cílová skupina Žák, 16 – 17 let Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce učitelem, případně jako materiál pro samostudium, nutno doplnit výkladem; náplň: seznámení s principy impulsové modulace a jejím využitím Vybavení, pomůcky Počítač, dataprojektor, interaktivní tabule Klíčová slova Impulsová modulace, binární signál, vzorkování Datum

3 Impulsová modulace Náplň výuky Vzorkování signálu Kvantovaná modulace
Nekvantovaná modulace Využití impulsové modulace v praxi

4 Impulsová modulace je založena na principu odebírání vzorků z původního signálu odběr vzorků se pravidelně opakuje po určitých časových intervalech délka těchto intervalů se volí tak, aby odebírané vzorky dostatečně vystihovaly charakter původního signálu hustota odebíraných vzorků se určuje podle vzorkovacího teorému (Shannon-Kotělnikův teorém) 𝑇 𝑣 ≤ 1 2 ∙ 𝑓 𝑚𝑎𝑥 kde Tv je interval mezi dvěma vzorky fmax je maximální frekvence signálu

5 Vzorkování signálu Uvedená rovnice vyjadřuje vztah mezi vzorkovací frekvencí a maximálním kmitočtem, který je schopen systém přenést, tzv. „vzorkovací teorém“ PRO SIGNÁL S MAXIMÁLNÍ FREKVENCÍ fmax JE NUTNO ODEBRAT ZA DOBU JEHO PERIODY ALESPOŇ DVA VZORKY. Příklad: Pro telefonní signál (fmax=3,4 kHz) byl zvolen vzorkovací kmitočet fV=8 kHz Jednotlivých diskrétní hodnoty vzorkovaného signálu dále projdou procesem kvantování a kódování.

6 Proces vzorkování a kvantování signálu
Vzorkování analogového signálu se provádí pomocí obdélníkových impulsů nenulové šířky. a) spojitý signál b) vzorkovaný signál c) kvantovaný signál Obr. 1: Vzorkování signálu

7 Impulsová modulace Nekvantovaná amplitudová – PAM šířková – PWM
polohová – PPM Kvantovaná delta – ΔM pulsně kódovaná – PCM

8 Pulsně amplitudová modulace – PAM
u tohoto druhu modulace dochází k procesu odebírání vzorků z původního analogového signálu v daném časovém úseku vzorek přestavuje průběh signálu během této doby signálové napětí harmonického průběhu je spínačem připojováno s definovanou periodou k výstupní zátěži princip demodulace signálu PAM je založen na průchodu tohoto signálu dolní propustí

9 Ukázka PAM Tv – doba vzorkování Obr. 2: Pulsně amplitudová modulace

10 Pulsně šířková modulace – PWM
v závislosti na amplitudě signálu ovlivňuje šířka impulzů – amplituda zůstává stejná Pulsně polohová modulace – PPM je ovlivňován posun vzhledem k okamžiku vzorkování signálu modulaci je možno realizovat např. srovnáním amplitudy signálu a amplitudami pilových průběhů, jejichž začátek je shodný s okamžikem periodického vzorkování signálu

11 Obr. 3: Pulsně šířková a pulsně polohová modulace
Ukázka PŠM a PPM Obr. 3: Pulsně šířková a pulsně polohová modulace

12 Pulsně kódová modulace – PCM
Modulace delta spočívá v porovnávání předchozího vzorku a aktuální hodnoty amplitudy přenášeného signálu pro každý vzorek je přenášen pouze jeden binární signál dva druhy modulace lineární adaptabilní jedná se o kvantovou impulsní modulaci tři fáze modulace jako u PAM vzorkování kvantování kódování Pulsně kódová modulace – PCM

13 Ukázka PCM modulace Obr. 4: PCM modulace

14 Příklady využití v praxi
Ukázka delta modulace Obr. 5: Delta modulace Příklady využití v praxi bezdrátový přenos dat výkonová elektronika telekomunikace

15 Kontrolní otázky: V čem se liší impulsová modulace od analogové ?
Vysvětlete používané principy impulsové modulace. V čem se liší kvantovaná modulace od nekvantované ? Kde se v praxi využívá impulsová modulace ?

16 Seznam obrázků: Obr. 1a: REICHL. Proces vzorkování: spojitý signál. In: [online].2012 [vid ]. Dostupné z Obr. 1b: REICHL. Proces vzorkování: vzorkovaný signál. In: [online].2012 [vid ]. Dostupné z Obr. 1c: REICHL. Proces vzorkování: kvantovaný signál. In: [online].2012[vid ]. Dostupné z Obr. 2: KORF. Pulsní modulace: PAM. In: [online].2012 [vid ]. Dostupné z TKS_1 - modulace.ppt - Zefram Obr. 3: KORF. Pulsní modulace: PŠM a PPM. . In: [online].2012 [vid ]. Dostupné z TKS_1 - modulace.ppt - Zefram Obr. 4: ČVUT. Modulace: PCM modulace. In: [online].2012 [vid ]. Dostupné z Obr. 5: ČVUT. Modulace: Delta modulace. In: [online].2012 [vid ]. Dostupné z

17 Seznam použité literatury:
[1] BEZDĚK, M., Elektronika I. České Budějovice: KOPP, ISBN [2] MACHÁČEK, Z., NEVŘIVA, P., Modulované signály. Ostrava: VŠB-TUO, ISBN [3] Modulace. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online] [cit ]. Dostupné z: [4] KORF, J. DOI: modulační metody. [online] [cit ]. Dostupné z: TKS_1 - modulace.ppt - Zefram

18 Děkuji za pozornost 