Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Где применяется импульсная модуляция

Импульсная модуляция - Физическая энциклопедия

ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ - изменение параметров импульсных сигналов во времени или в пространстве. Обычно И. м. представляет собой разновидность модулированных колебаний, где в качестве "переносчика" информации используется последовательность импульсов. Вид И. м. определяется законом изменения параметров (амплитуды, длительности, фазы, частоты следования) импульсных сигналов. В соответствии с этим (рис. 1) различают 4 осн. вида И. м.: амплитудно-импульсную, широтно-импульсную, фазово-импульсную и частотно-импульсную модуляции. И. м. используют в технике связи, где в ряде случаев она позволяет реализовать большую помехоустойчивость по сравнению с той, к-рая может быть получена, когда переносчиком информации служат гармонич. сигналы. И. м. нашла применение в системах и устройствах вычислит. и информационно-измерит. техники с цифровым (дискретным) представлением аналоговых сигналов, в частности в аналогово-цифровых преобразователях, цифровых фильтрах и др. устройствах. Рис. 1. Различные виды импульсной модуляции: а - немодулированная последовательность импульсов; б - модулирующий (информационный) сигнал; в - амплитудно-импульсная модуляция; г - широтно-импульсная модуляция; д - частотно-импульсная модуляция; г - фазово-импульсная модуляция.

В системах оптич. и ВЧ-радиолокации и связи И. м. применяют для модуляции гармонич. сигналов (см. Амплитудная модуляция ).В этом случае возможна реализация сложных видов И. м., когда наряду с изменением параметров огибающей (последовательности импульсов) используется модуляция ВЧ-заполнения импульсов. Примером такой И. м. может служить линейно-частотная модуляция (рис. 2), реализующая изменение частоты заполнения по линейному закону. Рис. 2. Линейно-частотная модуляция: а-форма сигнала; б -закон изменения частоты заполнения (w0 - несущая частота; wд- девиация частоты).

В радиолокации И. м. позволяет не только сформировать мощные кратковрем. излучения для обнаружения и определения параметров движения целей, но и получить конкретные оценки их размеров, конфигурации, скорости вращения вокруг центра тяжести. И. м. используют также для идентификации физических параметров (темп-ры, плотности, степени ионизации и т. д.) разл. объектов и сред. Лит.: Харкевич А. А., Основы радиотехники, М., 1963; Ицхоки Я. С., Овчинников Н. И., Импульсные и цифровые устройства, М., 1973; Баскаков С. И., Радиотехнические цепи и сигналы, М., 1983. Ю. К. Богатырёв.

      Предметный указатель      >>   

www.femto.com.ua

ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ - это... Что такое ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ?

 ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ         модуляция колебаний, при к-рой модулирующий сигнал представляет собой последовательность импульсов. В результате И. м. образуется последовательность кратковременных посылок, «цугов», модулируемых колебаний. Характеристики этой последовательности (порядок следования, длительность и форма отд. посылок и др.) определяются порядком следования, формой и др. св-вами модулирующих импульсов. И. м. применяется, напр., в радиолокации, оптич. локации, гидролокации, при зондировании ионосферы, где расстояние до объекта определяется по времени прихода отражённых или рассеянных объектом импульсных посылок колебаний. И. м. используется также в системах импульсной радио- и оптической связи. При этом передаваемый сигнал может изменить разл. параметры исходной последовательности модулирующих сигналов. Чаще всего в И. м. применяются импульсы прямоуг. или колоколообразной формы (см. ИМПУЛЬСНЫЙ СИГНАЛ). Длительность импульсов в зависимости от типа модулируемых колебаний (световые, радио, акустические) и от хар-ра решаемых задач может меняться в широких пределах (от неск. единиц 10-12 с до 10-1 с). Скважность при регулярной И. м. (отношение периода повторения к длительности импульсов) может изменяться от 102— 103 (у радиолокац. станций) до неск. ед. (в многоканальной радиосвязи).

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.

ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ

- изменение параметров импульсных сигналов во времени или в пространстве. Обычно И. м. представляет собой разновидность модулированных колебаний, где в качестве "переносчика" информации используется последовательность импульсов. Вид И. м. определяется законом изменения параметров (амплитуды, длительности, фазы, частоты следования) импульсных сигналов. В соответствии с этим (рис. 1) различают 4 осн. вида И. м.: амплитудно-импульсную, широтно-импульсную, фазово-импульсную и частотно-импульсную модуляции. Рис. 1. Различные виды импульсной модуляции: а - немодулированная последовательность импульсов; б - модулирующий (информационный) сигнал; в - амплитудно-импульсная модуляция; г- широтно-импульсная модуляция; д - частотно-импульсная модуляция; г - фазово-импульсная модуляция.

В системах оптич. и ВЧ-радиолокации и связи И. м. применяют для модуляции гармонич. сигналов (см. Амплитудная модуляция). В этом случае возможна реализация сложных видов И. м., когда наряду с изменением параметров огибающей (последовательности импульсов) используется модуляция ВЧ-заполнения импульсов. Примером такой И. м. может служить линейно-частотная модуляция (рис. 2), реализующая изменение частоты заполнения по линейному закону. Рис. 2. Линейно-частотная модуляция: а-форма сигнала; б -закон изменения частоты заполнения (w0 - несущая частота; w д- девиация частоты).

В радиолокации И. м. позволяет не только сформировать мощные кратковрем. излучения для обнаружения и определения параметров движения целей, но и получить конкретные оценки их размеров, конфигурации, скорости вращения вокруг центра тяжести. И. м. используют также для идентификации физических параметров (темп-ры, плотности, степени ионизации и т. д.) разл. объектов и сред. Лит.: Харкевич А. А., Основы радиотехники, М., 1963; Ицхоки Я. С., Овчинников Н. И., Импульсные и цифровые устройства, М., 1973; Баскаков С. И., Радиотехнические цепи и сигналы, М., 1983. Ю. К. Богатырёв.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.

.

• ИМПУЛЬС ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
• ИМПУЛЬСНЫЙ РАЗРЯД

Смотреть что такое "ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ" в других словарях:

• Импульсная модуляция —         Модуляция колебаний, в результате которой гармонические колебания приобретают вид кратковременных радиоимпульсов, характеристики которых определяются формой модулирующего видеоимпульса (см. Импульс электрический). И. м. применяется,… …   Большая советская энциклопедия

• ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ — способ модуляции гармонических колебаний, в результате которого они принимают вид кратковременных посылок импульсов. Импульсной модуляцией называют также изменение параметров видеоимпульсов (высоты, длительности и положения во времени),… …   Большой Энциклопедический словарь

• импульсная модуляция — (J.116). [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN pulse modulationPM …   Справочник технического переводчика

• импульсная модуляция — способ модуляции гармоничных колебаний, в результате которого они принимают вид последовательности кратковременных посылок импульсов. Импульсной модуляцией называют также изменение параметров видеоимпульсов (высоты, длительности и положения во… …   Энциклопедический словарь

• импульсная модуляция — impulsų moduliavimas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. pulse modulation vok. Impulsmodulation, f; Pulsmodulation, f rus. импульсная модуляция, f pranc. modulation d impulsions, f …   Automatikos terminų žodynas

• импульсная модуляция — impulsinis moduliavimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. pulse modulation vok. Impulsmodulation, f rus. импульсная модуляция, f pranc. modulation en impulsions, f …   Fizikos terminų žodynas

• ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ — модуляция периодич. последовательности электрич. импульсов прямоугольной формы, при к рой изменяется к. л. их параметр [амплитуда, длительность, фаза (положение), период следования импульсов] или неск. параметров одновременно. Распространены… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

• ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ — способ модуля ции гармонии, колебаний, в результате к рого они принимают вид последовательности кратковрем. посылок импульсов …   Естествознание. Энциклопедический словарь

• импульсная модуляция несущей — импульсная модуляция Модуляция несущей последовательностью импульсов. [ГОСТ 24375 80] Тематики радиосвязь Обобщающие термины радиопередача Синонимы импульсная модуляция …   Справочник технического переводчика

• импульсная модуляция сигнала — Способ кодирования аналогового сигнала (например, речи) для передачи его в форме цифрового потока с полосой 64 Kbps [http://www.citforum.ru/nets/glossary/ terms.shtml]. Применяется для записи музыки на аудио CD. [http://www.morepc.ru/dict/]… …   Справочник технического переводчика

dic.academic.ru

Модуляция - это... Широтно-импульсная модуляция

Сталкиваясь в повседневной жизни с новыми понятиями, многие стараются найти ответы на свои вопросы. Именно для этого необходимо описывать любые явления. Одним из них является такое понятие, как модуляция. О нем и пойдет речь далее.

Общее описание

Модуляция – это процесс изменения одного или целого набора параметров высокочастотного колебания в соответствии с законом информационного низкочастотного сообщения. Результатом этого является перенос спектра управляющего сигнала в область высоких частот, так как эффективное вещание в пространство требует, чтобы все приемо-передающие устройства функционировали на разных частотах, не перебивая друг друга. Благодаря этому процессу информационные колебания помещаются на несущую, априорно известную. В управляющем сигнале содержится передаваемая информация. Высокочастотное колебание берет на себя роль переносчика информации, за счет чего приобретает статус несущего. В управляющем сигнале заложены передаваемые данные. Существуют разные типы модуляции, которые зависят от того, какой формы колебания используют: прямоугольные, треугольные или какие-то иные. При дискретном сигнале принято говорить о манипуляции. Итак, модуляция – это процесс, предполагающий колебания, поэтому она может быть частотной, амплитудной, фазовой и др.

Разновидности

Теперь можно рассмотреть, какие виды этого явления существуют. По сути, модуляция – это процесс, при котором низкочастотная волна переносится высокочастотной. Чаще всего используются следующие виды: частотная, амплитудная и фазовая. При частотной модуляции происходит изменение частоты, при амплитудной – амплитуды, а при фазовой – фазы. Существуют и смешанные виды. Импульсная модуляция и модификация относятся к отдельным видам. В этом случае параметры высокочастотного колебания изменяются дискретно.

Амплитудная модуляция

В системах с таким видом изменения происходит изменение амплитуды несущей волны с высокой частотой при помощи модулирующей волны. При анализе частот на выходе выявляются не только входные частоты, но и их сумма и разность. В этом случае, если модуляция – это комплексная волна, как, к примеру, речевые сигналы, состоящие из множества частот, то для суммы и разности частот потребуется две полосы, одна ниже несущей, а вторая выше. Их называют боковыми: верхней и нижней. Первая – это копия первоначального звукового сигнала, сдвинутого на определенную частоту. Нижняя полоса – это копия изначального сигнала, прошедшая инвертирование, то есть оригинальные верхние частоты – это нижние частоты в нижней боковой.

Нижняя боковая представляет собой зеркальное отображение верхней боковой относительно частоты несущей. Система, использующая амплитудную модуляцию, передающая несущую и обе боковые, называется двухполосной. Несущая не содержит полезной информации, поэтому ее можно убрать, но в любом случае полоса сигнала будет в два раза больше изначальной. Сужение полосы достигается за счет вытеснения не только несущей, но и одной из боковых, так как в них содержится одна информация. Этот вид известен в качестве однополосной модуляции с подавленной несущей.

Демодуляция

Для этого процесса требуется смешать модулированный сигнал с несущей той же частоты, что испускается модулятором. После этого получается изначальный сигнал в виде отдельной частоты или полосы частот, а потом отфильтровывают от других сигналов. Иногда генерирование несущей для демодуляции происходит на месте, при этом она не всегда совпадает с частотой несущей на самом модуляторе. Из-за небольшой разницы между частотами появляются несовпадения, что характерно для телефонных цепей.

Импульсная модуляция

В данном случае используется цифровой модулирующий сигнал, то есть это позволяет кодировать более одного бита на бод посредством кодирования бинарного сигнала данных в сигнал с несколькими уровнями. Биты бинарных сигналов иногда разбивают на пары. Для пары бит можно использовать четыре варианта комбинации, при этом каждая пара бывает представлена одним из четырех уровней амплитуды. Такой закодированный сигнал характеризуется тем, что скорость модуляции в бодах наполовину меньше изначального сигнала данных, поэтому его можно использовать для амплитудной модуляции обычным образом. Свое применение она нашла в радиосвязи.

Частотная модуляция

Системы с такой модуляцией предполагают, что частота несущей будет меняться соответственно с формой модулирующего сигнала. Этот вид превосходит амплитудную в плане устойчивости к определенным воздействиям, имеющимся на телефонной сети, поэтому его стоит использовать на низких скоростях, где нет необходимости в привлечении большой полосы частот.

Фазо-амплитудная модуляция

Чтобы увеличить число бит на бод, можно скомбинировать фазовую и амплитудную модуляции.

В качестве одного из современных методов амплитудно-фазовой модуляции можно назвать тот, который базируется на передаче нескольких несущих. К примеру, в каком-то приложении используется 48 несущих, разделенных полосой в 45 Гц. Посредством комбинирования амплитудной и фазовой модуляции для каждой несущей выделяется до 32 дискретных состояний на каждый отдельный период бода, благодаря чему можно переносить по 5 бит на бод. Получается, что вся эта совокупность позволяет переносить 240 бит на бод. При работе со скоростью 9600 бит/с скорость модуляции требует лишь 40 бод. Такой низкий показатель довольно терпим к амплитудным и фазовым скачкам, присущим телефонной сети.

Импульсно-кодовая модуляция

Этот вид обычно рассматривается в качестве системы для трансляции аналоговых сигналов, к примеру, голос в цифровом виде. Эта техника модуляции не используется в модемах. Тут происходит стробирование аналогового сигнала со скоростью, вдвое превышающей наивысшую частоту компонента сигнала в аналоговой форме. При использовании таких систем на телефонных сетях стробирование происходит 8000 раз в секунду. Каждый отсчет – это уровень напряжения, закодированный семибитным кодом. Чтобы наилучшим образом представить разговорную речь, используется кодирование по логарифмическому закону. Семь бит совместно с восьмым, говорящим о наличии сигнала, формируют октет.

Для восстановления сигнала сообщения требуется модуляция и детектирование, то есть обратный процесс. При этом сигнал преобразуется нелинейным способом. Нелинейные элементы обогащают спектр выходного сигнала новыми компонентами спектра, а для выделения низкочастотных компонентов используются фильтры. Модуляция и детектирование могут осуществляться с применением вакуумных диодов, транзисторов, полупроводниковых диодов в качестве нелинейных элементов. Традиционно используются точечные полупроводниковые диоды, так как у плоскостных входная емкость заметно больше.

Современные виды

Цифровая модуляция обеспечивает намного большую информационную емкость и обеспечивает совместимость с разнообразными службами цифровых данных. Помимо этого с ее помощью повышается защищенность информации, улучшается качество систем связи, и ускоряется доступ к ним.

Существует ряд ограничений, с которыми сталкиваются разработчики любых систем: допустимая мощность и ширина частотной полосы, заданный шумовой уровень систем связи. С каждым днем увеличивается численность пользователей систем связи, а также растет спрос на них, что требует увеличения радиоресурса. Цифровая модуляция заметно отличается от аналоговой тем, что несущая в ней передает большие объемы информации.

Сложности использования

Перед разработчиками систем цифровой радиосвязи стоит такая основная задача – найти компромисс между шириной полосы трансляции данных и сложностью системы в техническом плане. Для этого уместно использовать разные методы модуляции, чтобы получить необходимый результат. Радиосвязь можно организовать и при использовании простейших схем передатчика и приемника, но для такой связи будет использоваться спектр частот, пропорциональный численности пользователей. Для более сложных приемников и передатчиков требуется меньшая полоса частот для трансляции информации в том же объеме. Для перехода к спектрально-эффективным методам передачи необходимо усложнить оборудование соответствующим образом. Эта проблема не зависит от вида связи.

Альтернативные варианты

Широтно-импульсная модуляция характеризуется тем, что ее несущий сигнал представляет собой последовательность импульсов, при этом частота импульсов постоянная. Изменения касаются только длительности каждого импульса соответственно модулирующему сигналу.

Широтно-импульсная модуляция отличается от частотно-фазовой. Последняя предполагает модуляцию сигнала в виде синусоиды. Он характеризуется постоянной амплитудой и изменяемой частотой или фазой. Импульсные сигналы тоже можно промодулировать по частоте. Может быть длительность импульсов фиксированная, а их частота находится в каком-то среднем значении, а вот их мгновенное значение будет меняться в зависимости от модулирующих сигналов.

Выводы

Можно использовать простые виды модуляции, при этом только один параметр будет изменяться соответственно с модулирующей информацией. Комбинированная схема модуляции, которая применяется в современном оборудовании для работы связи, - это когда происходит одновременное изменение и амплитуды, и фазы несущей. В современных системах может использоваться несколько поднесущих, для каждой из которых используется модуляция определенного вида. В этом случае речь идет о схемах модуляции сигналов. Используется этот термин и для сложных многоуровневых видов, когда для исчерпывающей информации требуется дополнительное описание характеристик.

В современных системах связи используются наиболее эффективные типы модуляции, благодаря чему обеспечивается минимизация ширины полосы с целью освобождения частотного пространства для других видов сигналов. Качество связи от этого только выигрывает, однако сложность оборудования в данном случае оказывается очень высока. В конечном итоге частота модуляции дает результат, видимый конечному пользователю только в плане удобства использования технических средств.

fb.ru

PWM - ШИМ - широтно-импульсная модуляция. Как работает и где применяется?

PWM (Pulse-width modulation, широтно-импульсная модуляция) – способ подачи питания устройству с определёнными временными рамками, такими как пауза между сигналом и время подачи сигнала.

Применяется во всех сферах, но в компьютерной сфере наиболее востребована в электромоторах вентиляторов и помп, подсветке мониторов.

В электромоторах есть сила инерции, которая позволяет крутиться валу ещё какое-то время после отключения питания. Если подавать энергию с промежутками (сигнал-пауза-сигнал), можно замедлять скорость вращения вала в зависимости от длины паузы между сигналами и времени подачи сигнала.

 

Широтно-импульсная модуляция позволяет плавно регулировать скорость вращения вала двигателя, при наличии датчика скорости вращения.

В вентиляторах компьютерных систем используются привязки к заданным значениям температуры, увеличивая скорость с её ростом. Возможно регулирование большинства вентиляторов с 3-pin и 4-pin разъёмами, но 4-х пиновый коннектор, позволяет регулировать обороты намного плавнее, за счёт отдельного проводка управления ШИМ. В 3-х пиновом вентиляторе, регуляция оборотов происходит непосредственно подаваемым напряжением.

Не рекомендуется регулировать обороты вентиляторов на гидродинамических подшипниках и некоторых подшипниках скольжения. Такие вентиляторы рассчитаны либо на постоянную работу при определённых оборотах, либо у них есть нижний порог, после которого они начнут быстро изнашиваться.

В подсветке для мониторов, ШИМ схема тем качественнее, чем выше её частота работы. Применяется для регулирования яркости, посредством пауз в подаче питания на лампы или светодиоды. Светодиодная подсветка намного больше зависима от частоты ШИМ, так как время для полного затухания светодиода в разы меньше чем у ламп холодного катода (CCFL). Поэтому мерцания при понижении яркости панели, могут сильно раздражать глаза и быть очень даже различимыми для глаза.

www.xtechx.ru

Импульсная модуляция

В уже рассмотренных видах модуляции использовалась непрерывная несущая (аналоговый сигнал). Существует еще один вид модуляции, когда несущая представляет собой последовательность импульсов. В этом слу­чае модулирующий сигнал воздействует на характеристики этих импуль­сов.

1. Амплитудно-импульсная модуляция (АИМ), при которой амплитуда импульса изменяется в соответствии с сигналом (рис. 16.1 (а)).

2. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ), при которой ширина, или длительность, импульса изменяется в соответствии с. сигналом (рис. 16.1(б)).

3. Фазоимпульсная модуляция (ФИМ), при которой положение (фаза) импульса изменяется в соответствии с сигналом (рис. 16.1(в)).

 

Рис. 16.1. Импульсная модуляция.

 

Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ)

При амплитудно-импульсной модуляции модулирующий сигнал исполь­зуется для изменения амплитуды импульсов. Частота повторения им­пульсов и их ширина остаются неизменными. Следовательно, для пере­дачи информации вместо непосредственной передачи импульсов нужно передавать только изменение их амплитуды. Если амплитуду каждо­го импульса задавать некоторым кодом и затем передавать этот код, то мы получим то, что называется системой импульсно-кодовой модуляции (рис. 16.2).

 

Рис. 16.2. Отсчет (выборка) уровня модулирующего сигнала и его кодирование

в системе ИКМ.

Рис. 16.3.

В этой системе уровень каждого импульса или отсчета (выборки) ана­логового сигнала представляется набором импульсов постоянной ампли­туды и частоты, соответствующим двоичному коду (см. гл. 11). Порядок расположения импульсов в этом наборе, т. е. наличие или отсутствие им­пульсов в соответствующих местах, характеризует уровень исходного импульса (отсчета). Например, трехразрядный двоичный код составляется из комбинаций трех импульсов для представления уровня, как показано на рис. 16.3.

С помощью трехразрядного двоичного кода можно закодировать, т. е. преобразовать в двоичный код, только восемь дискретных уровней (0-7). Четырехразрядный двоичный код позволяет закодировать 16 уров­ней (0-15) и т. д.

На передающей стороне для преобразования каждого уровня сигнала в серию импульсов используется блок кодирования. Полученные наборы импульсов передаются один за другим по линии связи. На приемной стороне для преобразования закодированных уровней в исходную информацию используются устройства декодирования.

ИКМ имеет сравнительно низкую чувствительность к искажениям и шумам на линиях связи. Другое ее преимущество состоит в том, что ИКМ основана на той же системе кодирования, которая используется при пере­даче данных в компьютерных системах, поэтому в обоих случаях можно использовать одно и то же оборудование для кодирования, декодирова­ния, усиления и передачи сигналов.

Временное уплотнение

При использовании прерывающейся несущей, т. е. последовательности импульсов, модулирующий сигнал отсчитывается в строго определенные моменты времени, и его уровень определяется и передается каждый раз, когда присутствует импульс несущей. В интервале между импульсами не передается никакой информации, и эти интервалы можно использовать для передачи отсчетов других сигналов. При этом один канал может ра­ботать как многопроводная линия связи с одновременной передачей раз­личной информации по каждой линии. Такой метод называется методом временного уплотнения.

В этом видео рассказывается о импульсно кодовой модуляции:

Добавить комментарий

radiolubitel.net

Частотно-импульсная модуляция - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Частотно-импульсная модуляция

Cтраница 3

Схема преобразователя аналог - частота ( рис. 6.4, б) состоит из операционного усилителя, служащего для масштабирования и установки нуля ( средней частоты) девиации при частотно-импульсной модуляции ( ЧИМ), осуществляемой автоколебательной схемой на двух ДГ ГМ-преобразо-вателях.  [31]

Технические характеристики ПЛПУ следующие: число каналов связи 1; дальность действия не менее 100; число лучей в передатчике 2; частота следования импульсов 10 кГц, используется частотно-импульсная модуляция; масса одного устройства не более 2 кг; электропитание 60 и 9 В.  [32]

Преимущества ОЭТТ с внутренней импульсной модуляцией светового потока и дискретно-цифровой формой представления информации привели к тому, что в середине 60 - х годов появились первые промышленные образцы ОЭТТ1 с частотно-импульсной модуляцией светового потока.  [33]

Рассматривая возможные способы управления ключами импульсного стабилизатора напряжения, можно выделить три основных способа: широтно-импульсную модуляцию, при которой частота импульсов остается постоянной, но меняется длительность открытого состояния ключа; частотно-импульсную модуляцию, при которой частота импульсов меняется, но и длительность открытого состояния ключа остается неизменной, и, наконец, двухпозиционное ( релейное) регулирование, при котором время открытого и закрытого состояния ключа определяется временем колебаний выходного напряжения стабилизатора в заданных границах.  [34]

Цифровую часть прибора можно построить также по принципу цифрового интегрирующего вольтметра: напряжение x2 ( t) преобразуется в импульсы с частотой следования, пропорциональной x2 ( t) ( преобразование по методу частотно-импульсной модуляции - ЧИМ), среднее значение которой за интервал Т измеряется цифровым частотомером.  [35]

Тем не менее использование полупроводниковых ОКГ на арсени-де галлия, работающих в импульсном режиме при комнатной температуре, для узкополосной передачи информации на значительные ( до нескольких тысяч километров) расстояния вполне возможно, если использовать эти генераторы в режиме кодово-импульсной либо частотно-импульсной модуляции.  [36]

При фазо-импульсной модуляции ( рис. 8.9, а) под действием сигнала изменяется начальная фаза последовательности импульсов, являющихся переносчиком информации. Частотно-импульсной модуляцией называют изменения частоты следования импульсов ( рис. 8.9, б) на время передачи сообщения. Скважность импульсов при ЧИМ сохраняется равной двум.  [38]

При таком способе передачи информации вредное влияние дрейфа нуля усилителей и других перечисленных факторов на точность сохраняется. При частотно-импульсной модуляции ( ЧИМ) ( рис. 3.1, г) входной сигнал определяет частоту следования импульсов, которые имеют постоянную длительность и амплитуду. При ШИМ и ЧИМ дрейф нуля усилителей не влияет на точность передачи входного сигнала, которая в данном случае зависит только от точности фиксации временного положения импульсов. Наибольшую точность и помехоустойчивость обеспечивают число-импульсные методы: информация передается в виде числа, которому соответствует определенный набор импульсов ( код), при этом существенно только наличие или отсутствие импульса.  [40]

Нейроны взаимодействуют короткими сериями импульсов продолжительностью, как правило, несколько миллисекунд. Сообщение передается посредством частотно-импульсной модуляции. Частота может изменяться от нескольких единиц до сотен герц, что в миллион раз медленнее, чем быстродействующие переключательные электронные схемы. Тем не менее сложные задачи распознавания человек решает за несколько сотен миллисекунд. Эти решения контролируются сетью нейронов, которые имеют скорость выполнения операций всего несколько миллисекунд. Это означает, что вычисления требуют не более 100 последовательных стадий. Другими словами, для таких сложных задач мозг запускает параллельные программы, содержащие около 100 шагов. Отсюда следует, что основная информация не передается непосредственно, а захватывается и распределяется в связях между нейронами.  [41]

ФИМ, достоинством которой является неизменность амплитуды и ширины спектра излучаемых частот. Этим же достоинством обладает частотно-импульсная Модуляция ( ЧИМ), но получить ее несколько сложнее чем ФИМ и поэтому она используется значительно реже.  [42]

Схема питания двигателя выполнена на тиристорах. Для управления частотой колебаний применяется принцип частотно-импульсной модуляции. Регулирование амплитуды колебаний осуществляется изменением напряжения питания катушек намагничивания. Напряжение поочередно подается в верхнюю или нижнюю обмотки. Частота и амплитуда колебаний регулируются схемой питания в пределах ю5 - 50 Гц и Л 1 - МОмм. Вал вибропривода в месте входа в аппарат может уплотняться эластичной диафрагмой.  [43]

Одним из способов борьбы с импульсными помехами является стробирование полезных сигналов путем фиксированного бланкирования входа амплитудного дискриминатора на время паузы между сигнальными посылками. Фиксированное бланкирование в приемниках сигналов с частотно-импульсной модуляцией невозможно из-за изменения паузы между сигнальными посылками в соответствии с контролируемым параметром. Однако это становится возможным, если осуществить адаптивный метод приема, идея которого заключается в автоматическом изменении времени бланкирования в соответствии с изменением параметров сигнала. При частотно-импульсной ( ЧИМ) и частотной ( ЧМ) модуляции длительность сигнальной посылки связана с периодом ее следования соотношением Tc kTn, где &.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Широтно-импульсная модуляция — Википедия

График, иллюстрирующий применение трёхуровневой ШИМ для управления электродвигателем, которая используется в приводах асинхронных электродвигателей с переменной частотой. Напряжение от ШИ-модулятора, подаваемое на обмотку машины изображено синим (V). Магнитный поток в статоре машины показан красным (B). Здесь магнитный поток имеет приблизительно синусоидальную форму, благодаря соответствующему закону ШИМ.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ, англ. pulse-width modulation (PWM)) — процесс управления мощностью, подводимой к нагрузке, путём изменения скважности импульсов, при постоянной частоте. Различают аналоговую ШИМ и цифровую ШИМ, двоичную (двухуровневую) ШИМ и троичную (трёхуровневую) ШИМ[1].

Причины распространения ШИМ[править]

Основной причиной применения ШИМ является стремление к повышению КПД при построении вторичных источников питания электронной аппаратуры и в других узлах, например, ШИМ используется для регулировки яркости подсветки LCD-мониторов и дисплеев в телефонах, КПК и т.п.

Тепловая мощность, выделяемая на ключе при ШИМ[править]

В ШИМ в качестве ключевых элементов использует транзисторы (могут быть применены и др. полупроводниковые приборы) не в линейном, а в ключевом режиме, то есть транзистор всё время или разомкнут (выключен), или замкнут (находится в состоянии насыщения). В первом случае транзистор имеет почти бесконечное сопротивление, поэтому ток в цепи весьма мал, и, хотя всё напряжение питания падает на транзисторе, выделяемая на транзисторе мощность практически равна нулю. Во втором случае сопротивление транзистора крайне мало, и, следовательно, падение напряжения на нём близко к нулю — выделяемая мощность также мала. В переходных состояних (переход ключа из проводящего состояния в непроводящее и обратно) мощность, выделяемая в ключе, значительна, но так как длительность переходных состояний крайне мала, по отношению к периоду модуляции, то средняя мощность потерь на переключение оказывается незначительной.

1.

2.

Принцип работы ШИМ[править]

Аналоговая ШИМ[править]

Один из методов двухуровневой ШИМ с помощью аналогового компаратора. На один из входов компаратора подаётся пилообразное напряжение от вспомогательного генератора, на другой вход — модулирующее напряжение. Состояние выхода компаратора — ШИ-модуляция. На рис.: сверху — пилообразный сигнал и модулирующее напряжение, снизу — результат ШИМ.

ШИМ-сигнал генерируется аналоговым компаратором, на один вход (по рисунку — на инвертирующий вход компаратора) которого подаётся вспомогательный опорный пилообразный или треугольный сигнал, значительно большей частоты, чем частота модулирующего сигнала, а на другой — модулирующий непрерывный аналоговый сигнал. Частота повторения выходных импульсов ШИМ равна частоте пилообразного или треугольного напряжения. В ту часть периода пилообразного напряжения, когда сигнал на инвертирующем входе компаратора выше сигнала на неинвертирующем входе, куда подается модулирующий сигнал, на выходе получается отрицательное напряжение, в другой части периода, когда сигнал на инвертирующем входе компаратора ниже сигнала на неинвертирующем входе — будет положительное напряжение[2].

Аналоговая ШИМ реализуется с помощью компаратора, на один вход которого подаются треугольный или пилообразный периодический сигнал со вспомогательного генератора, а на другой — модулирующий сигнал. На выходе компаратора образуются периодические прямоугольные импульсы с переменной шириной, скважность которых изменяется по закону модулирующего сигнала, а частота равна частоте треугольного или пилообразного сигнала и обычно постоянна.

Аналоговая ШИМ применяется в усилителях низкой частоты класса «D».

Цифровая ШИМ[править]

В двоичной цифровой технике, выходы в которой могут принимать только одно из двух значений, приближение желаемого среднего уровня выхода при помощи ШИМ является совершенно естественным. Схема настолько же проста: пилообразный сигнал генерируется N-битным счётчиком. Цифровые устройства (ЦШИП) работают на фиксированной частоте, обычно намного превышающей реакцию управляемых установок (передискретизация). В периоды между фронтами тактовых импульсов выход ЦШИП остаётся стабильным, на нём действует либо низкий уровень, либо высокий, в зависимости от выхода цифрового компаратора, сравнивающего значение счётчика с уровнем приближаемого цифрового сигнала V(n). Выход за много тактов можно трактовать как череду импульсов с двумя возможными значениями 0 и 1, сменяющими друг друга каждый такт Т. Частота появления единичных импульсов получается пропорциональной уровню приближаемого сигнала ~V(n). Единицы, следующие одна за другой, формируют контур одного, более широкого импульса. Длительности полученных импульсов переменной ширины ~V(n) кратны периоду тактирования T, а частота равна 1/(T*2N). Низкая частота означает длительные, относительно T, периоды постоянства сигнала одного уровня, что даёт невысокую равномерность распределения импульсов.

Описанная цифровая схема генерации подпадает под определение однобитной (двухуровневой) импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). 1-битную ИКМ можно рассматривать в терминах ШИМ как серию импульсов частотой 1/T и шириной 0 либо T. Добиться усреднения за менее короткий промежуток времени позволяет имеющаяся передискретизация. Высоким качеством обладает такая разновидность однобитной ИКМ, как импульсно-плотностная модуляция (pulse density modulation), которая ещё именуется импульсно-частотной модуляцией.

Восстанавливается непрерывный аналоговый сигнал арифметическим усреднением импульсов за много периодов при помощи простейшего фильтра низких частот. Хотя обычно даже этого не требуется, так как электромеханические составляющие привода обладают индуктивностью, а объект управления (ОУ) — инерцией, импульсы с выхода ШИМ сглаживаются и ОУ, при достаточной частоте ШИМ-сигнала, ведёт себя как при управлении обычным аналоговым сигналом.

В цифровой ШИМ период делится на части, которые заполняются прямоугольными подымпульсами. Средняя величина за период зависит от количества прямоугольных подымпульсов. Цифровая ШИМ — приближение бинарного сигнала (с двумя уровнями — вкл/выкл) к многоуровневому или непрерывному сигналу так, чтобы их средние значения за период времени t2-t1 были бы приблизительно равны.

Формально это можно записать так:

где x(t) — входной сигнал в пределах от t1 до t2, а ∆Ti =  — продолжительность i -го ШИМ подымпульса, каждого с амплитудой A. n выбирается таким образом, чтобы за период разность суммарных площадей (энергий) обеих величин была меньше допустимой:

.

Управляемыми «уровнями», как правило, являются параметры питания силовой установки, например, напряжение импульсных преобразователей /регуляторов постоянного напряжения/ или скорость электродвигателя. Для импульсных источников x(t) = Uconst стабилизации.

В цифровой ШИМ прямоугольные подымпульсы, заполняющие период, могут стоять в любом месте периода, на среднюю величину за период влияет только их количество. Например, при разбиении периода на 8 частей последовательности 11110000, 11101000, 11100100, 11100010, 11100001 и др. дают одинаковую среднюю за период величину, но отдельно стоящие «1» ухудшают режим работы ключа (транзистора).

В качестве ШИМ можно использовать даже COM-порт. Так как 0 передаётся как 0 0000 0000 1 (8 бит данных + старт/стоп), а 255 как 0 1111 1111 1, то диапазон выходных напряжений — 10-90 % с шагом в 10 %.

wp.wiki-wiki.ru

---

• 
  Обозначение проводимости
• 
  Схема э6
• 
  Какие существуют недостатки применения огнетушителей углекислотного типа
• 
  Помощь в формировании тарифного дела по электроэнергии
• 
  Феррорезонанс это
• 
  Система си время
• 
  Как называется столб с проводами
• 
  Как правильно собрать вилку электрическую
• 
  Промышленный обогрев
• 
  Заряд конденсатора через силу тока формула
• 
  Как обозначается на схеме фаза