脉冲幅度调制（PAM）

定义:一个调制根据消息信号的幅度改变脉冲载波信号的幅度的技术被称为脉冲幅度调制（PAM）。

简单地，通过根据调制信号的脉冲幅度的变化来实现数据的传输。

PAM的基础知识

与连续波调制相比，该技术不会显示出多大变化。唯一的区别是脉冲调制技术中的载波本质上不是连续的，而是它是矩形脉冲系。

通过模拟调制信号的采样完成脉冲信号的幅度调制。信号的采样基本上通过天然采样方法或通过平顶采样进行。

在帕姆的情况下，要注意的是平顶采样广泛使用比自然取样更受欢迎。这是因为，在信号传输时，信道噪声引入了某种形式的失真，这在平顶的情况下很容易消除。

当在PAM信号时完成自然采样时，脉冲的顶部根据调制信号而变化。因此，在这种情况下，在检测时，从采样信号的消除噪声分量变得有些困难。

与此同时，自然采样是一个有点复杂的过程与平顶采样相比。

因此，脉冲幅度调制中优选平顶采样。

PAM生成器框图

下图显示了PAM生成器的框图

我们可以看到它包括低通滤波器，调制器以及火车发生器和脉冲重塑电路。

这里，调制信号被给予低通滤波器，以便频带限制消息信号。

为了避免样本的混叠，将LPF放在开始位置。LPF只通过信号的低频分量，并消除高频信号分量。然后，LPF的输出被提供给一个调制器，在那里它与矩形脉冲序列混合。

基本上，脉冲载波被这里的信息信号调制。矩形载波脉冲由脉冲产生电路产生。

调制器生成一个脉冲幅度调制信号。采样脉冲可以通过自然或平顶采样来实现。调制器的输出被提供给脉冲重塑电路。这基本上是脉冲形状，使得可以在接收器处容易地检测到它。

正如我们已经讨论过的，为什么平顶抽样优于自然抽样。在长距离信号传输中，中继器恢复平顶脉冲比较容易。

PAM信号产生的电路图

让我们进一步移动，看看PAM信号发生器的电路图。

这里R_B.，R._E.和R_C表示基极电阻、发射极电阻和集电极电阻，用V表示_CC.是电源电压。在电路中采用的晶体管负责所需的脉冲信号。

电路也被称为射极跟随器当输出从晶体管的发射极接收时。

矩形脉冲与信息信号一起作用于晶体管。当脉冲的峰值很高那它导致晶体管在饱和区域中操作。因此，它表现为短路，允许模拟信号到达输出。

但是，如果是矩形脉冲的低峰那晶体管在截止区域中操作。结果，它开始表现为开路，并阻止信号传输。

以这种方式，发送脉冲幅度调制信号。

下面显示的波形图将为您提供关于发电机电路处理的更好的想法。

在这里我们可以看到，第一个图像代表模拟消息信号，下一个图像显示将要调制的脉冲载波。最后一幅图显示了该电路产生的PAM信号。

波形中的PAM信号显示出由于其优点而最优选的平顶采样。但是，在框图中，我们已经看到调制器正在进行自然采样。

在生成和传输PAM信号时要考虑的另一个重要方面是其带宽利用率。因此，现在让我们讨论PAM信号所使用的传输带宽。

PAM的传输带宽

在脉冲幅度调制技术中，一般假定调制信号的脉冲持续时间τ(tau)与两个样本之间的时间周期T相比非常小_S.

考虑调制信号M（t）的最大频率为f_m因此，对应于采样定理

: fs为采样频率，

或者我们可以这样写，

但正如我们已经讨论过的，

因此,

当调制脉冲的开启和关闭时间相同时，实现脉冲调制信号的最大频率，

因此，在PAM信号的情况下的传输带宽稍微等于最大频率分量。

所以，BW≥f_最大

但是，我们知道，

因此

因此,

或者我们可以说，

因此，用于传输PAM信号的带宽大于消息信号的最大频率分量。

脉冲幅度调制的优点

• PAM是最简单的脉冲调制形式。
• 它的实施非常容易。

脉冲幅度调制的缺点

• 传输带宽要求非常大。
• 由于幅度的变化，生成单元所需的功率也变化。
• 由于幅度变化而对噪声较少。

脉冲幅度调制的应用

它用于微控制器中的LED照明，以便在以太网通信系统中产生控制信号。