PRACTICA 2: MODULADOR Y RECEPTOR PWM/PPM.

 

                                                                          OBJETIVOS.

1.       Analizar el funcionamiento del modulador PWM y las formas de onda de las señales.

2.     Describir la generación de la señal PPM a partir de la señal PWM y analizar las formas de onda de las señales

MARCO TEÓRICO

Una Señal PWM es una señal de impulsos en la cual el ancho de los impulsos es proporcional a la amplitud de la señal analógica moduladora. La señal PWM se puede utilizar también para la generación de la señal PPM, esta es una señal de impulsos en la cual la posición de impulsos es proporcional a la amplitud de la señal analógica moduladora. Los impulsos PPM son generados por los flancos de bajada de los impulsos PWM, en la siguiente figura se ven las diferentes formas de onda.

Modulador PWM El modulador consta de una señal comparadora, la cual compara las amplitudes de: 

 Una señal PAM obtenida muestreando la señal analógica de entrada.

  Una señal de rampa síncrona con los impulsos de muestreo.

Modulador PPM La señal se obtiene de la señal PWM generando impulsos de duración fija en correspondencia con los flancos de subida de la señal PWM. Se obtiene de esta forma una serie de impulsos cuya posición depende de la señal analógica de entrada. En la siguiente figura se puede ver el proceso por el cual pasan las formas de onda del modulador. 

Al igual que la señal PAM, también las señales PWM y PPM pueden demodularse utilizando un filtro de paso-bajo (ver figura 1); en efecto, el ancho de medio de los impulsos PWM y la posición media de la impulsos PPM son proporcionales a la amplitud de la señal analógica moduladora. El filtro de paso-bajo extrae esta componente de las señales moduladora. El filtro de pasa-bajo extrae esta componente de las señales PWM/PPM y proporciona una señal demodulada correspondiente a la señal moduladora de partida. 

PRE LABORATORIO.

 Modulación PWM y PPM.

Modulación PWM

Es una técnica en la que se modifica el ciclo de trabajo de una señal periódica (una senoidal o una cuadrada, por ejemplo), ya sea para transmitir información a través de un canal de comunicaciones o para controlar la cantidad de energía que se envía a una carga.

El ciclo de trabajo de una señal periódica es el ancho relativo de su parte positiva en relación con el período. Expresado matemáticamente:

 

D es el ciclo de trabajo

t es el tiempo en que la función es positiva (ancho del pulso)

T es el período de la función

 

La construcción típica de un circuito PWM se lleva a cabo mediante un comparador con dos entradas y una salida. Una de las entradas se conecta a un oscilador de onda dientes de sierra, mientras que la otra queda disponible para la señal moduladora. En la salida la frecuencia es generalmente igual a la de la señal dientes de sierra y el ciclo de trabajo está en función de la portadora.

La principal desventaja que presentan los circuitos PWM es la posibilidad de que haya interferencias generadas por radiofrecuencia. Estas pueden minimizarse ubicando el controlador cerca de la carga y realizando un filtrado de la fuente de alimentación.

 

Modulación PPM

Es un tipo de modulación en la cual una palabra de M bits es codificada por la transmisión de un único pulso que puede encontrarse en alguna de las 2^M=N posiciones posibles, donde N corresponde al tipo de modulación PPM (N-PPM). Si esto se repite cada X segundos (tiempo de símbolo), la tasa de transmisión es de M/X bits por segundo. Este tipo de modulación se usa principalmente en sistemas de comunicación óptica, donde tiende a haber poca o ningún tipo de interferencia por caminos múltiples.

Teoría de conversión PPM/PWM.

Como abreviatura de la modulación por ancho de pulsos, algo que se ha convertido en una práctica habitual de los interruptores de potencia modernos, controlando la energía de inercia. Esta acción tiene en cuenta la modificación del proceso de trabajo de una señal de tipo periódico. Puede tener varios objetivos, como tener el control de la energía que se proporciona a una carga o llevar a cabo la transmisión de datos.

Demodulación PWM y PPM

 Demodulación PWM

 Se puede agregar que la señal del muestreo es proporcional al ancho de la señal modulada, es decir que al demodular en el filtro pasa bajo en la recuperación de la señal el ancho del pulso puede varias según la señal de la entrada.

 Demodulación PPM

 El muestreo en la modulacion de esta señal, a diferencia de la PWM varia la posición de lis bits en la señal, es decir que en el filtro pasa bajo observamos el mismo ancho y la misma amplitud de la señal demodulada. Pero veremos una variación en el tiempo y en los bits   de la recuperación en la señal.

RESUMEN

Con la presente practica se pudo analizar el funcionamiento del modulador PWM y el generador de señal PPM y con estos experimentos pudimos observar que las PWM gastan mucha más potencia que las PPM pero si eliminamos esa potencia adicional y solo conservamos los instantes de las transiciones, obtendremos un tipo de señal más eficiente denominado modulación por posición de pulso o PPM, si queremos eliminar esa potencia extra utilizaremos un filtro pasa-bajo para ello.