LA MODULAZIONE AD IMPULSI

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, all’atto della modulazione, l’ampiezza (od altezza), o la larghezza, o la posizione degli impulsi stessi, secondo la legge imposta dal segnale modulante, ancora di tipo analogico,  che contiene l’informazione 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 l’uso 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 un’idea di come puÃ’ essere costituita questa portante. Dall’esame della figura, È possibile definire

T = periodo

t₀ =durata dell’impulso

V_p = Ampiezza od altezza dell’impulso

Il segnale deve perÃ’ soddisfare a determinate condizioni:

se f_m È la massima frequenza del segnale modulante analogico (che contiene l’informazione) allora la f_p = frequenza della portante deve risultare f_p >> f_m (per il teorema di Shannon) ed inoltre,

per evitare che durante la modulazione due impulsi vengano a sovrapporsi, occorre che la durata dell’impulso t₀ << T- t₀ sia piÙ piccolo dell’intervallo di tempo che intercorre tra un impulso e l’altro (cosa non evidente nella figura nella quale È disegnato proprio l’opposto!!), in conclusione:

T- t_o << 1/ (2* f_m)

I sistemi che utilizzano questo tipo di modulazione ad impulsi, fanno parte della cosiddetta: modulazione non quantizzata nella quale  l’informazione (qualunque sia la sua forma d’onda, 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, l’ampiezza dell’impulso portante V_p, 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 puÃ’ assomigliare molto alla modulazione analogica di ampiezza giÀ vista, con la differenza nella forma d’onda della portante, non piÙ di tipo continuo e sinusoidale, ma di tipo impulsivo; ciÃ’ 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 dall’infor­mazione, risulta essere t₀, mentre rimangono costanti V_p 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 dall’informa­zione, È ora T rimanendo pertanto costanti sia V_p 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, all’atto della ricezione, la “posizione” esatta dell’impulso 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 l’unica 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, nell’intervallo t_o, alternata ad un’assenza di segnale (nell’intervallo T-t₀) in modo regolare.

Ebbene questi spazi “vuoti” potranno essere utilizzati per interporvi l’impulso modulato di un’altro 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 all’intervallo 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).