Modulation d'impulsion-amplitude - Pulse-amplitude modulation

Principe du PAM: (1) signal d'origine, (2) signal PAM, (a) amplitude du signal, (b) temps

La modulation d'impulsions en amplitude ( PAM ) est une forme de modulation de signal dans laquelle les informations de message sont codées dans l' amplitude d'une série d'impulsions de signal. Il s'agit d'un schéma de modulation d'impulsions analogiques dans lequel les amplitudes d'un train d'impulsions porteuses varient en fonction de la valeur d'échantillon du signal de message. La démodulation est effectuée en détectant le niveau d'amplitude de la porteuse à chaque période.

Les types

Il existe deux types de modulation d'amplitude d'impulsion:

  • Dans le PAM à polarité unique , une polarisation CC fixe appropriée est ajoutée au signal pour garantir que toutes les impulsions sont positives.
  • En PAM double polarité , les impulsions sont à la fois positives et négatives.

La modulation d'amplitude d'impulsion est largement utilisée dans la modulation de la transmission de signaux de données numériques, les applications hors bande de base ayant été largement remplacées par la modulation par impulsions codées et, plus récemment, par la modulation d' impulsions en position .

Le nombre d'amplitudes d'impulsions possibles dans le PAM analogique est théoriquement infini. Le Digital PAM réduit le nombre d'amplitudes d'impulsion à une puissance de deux. Par exemple, dans le PAM à 4 niveaux, il existe des amplitudes d'impulsions discrètes possibles; dans le PAM à 8 niveaux, il existe des amplitudes d'impulsions discrètes possibles; et dans le PAM à 16 niveaux, il existe des amplitudes d'impulsions discrètes possibles.

Les usages

Ethernet

Certaines versions de la norme de communication Ethernet sont un exemple d'utilisation de PAM. En particulier, les normes Ethernet 100BASE-T4 et BroadR-Reach utilisent une modulation PAM à trois niveaux (PAM-3), 1000BASE-T Gigabit Ethernet utilise une modulation PAM-5 à cinq niveaux et 10GBASE-T 10 Gigabit Ethernet utilise un Tomlinson-Harashima Version précodée (THP) de la modulation d'amplitude d'impulsion avec 16 niveaux discrets (PAM-16), codée dans un motif en damier bidimensionnel connu sous le nom de DSQ128. 25 Gigabit Ethernet et certaines variantes cuivre de 100 Gigabit Ethernet et 200 Gigabit Ethernet utilisent la modulation PAM-4.

GDDR6X

GDDR6X , développé par Micron et Nvidia et utilisé pour la première fois dans les cartes graphiques Nvidia RTX 3080 et 3090 , utilise la signalisation PAM4 pour transmettre 2 bits par cycle d'horloge sans avoir à recourir à des fréquences plus élevées ou à deux canaux ou voies avec émetteurs et récepteurs associés, ce qui peut augmenter la consommation d'énergie ou d'espace et le coût. Les fréquences plus élevées nécessitent une bande passante plus élevée, ce qui est un problème important au-delà de 28 GHz lorsque vous essayez de transmettre via le cuivre. PAM4 coûte plus cher à mettre en œuvre que le codage NRZ (non retour à zéro, PAM2) antérieur en partie parce qu'il nécessite plus d'espace dans les circuits intégrés et est plus sensible aux problèmes de SNR (rapport signal sur bruit).

Biologie photographique

Le concept est également utilisé pour l'étude de la photosynthèse à l' aide d'un instrument spécialisé qui implique une mesure spectrofluorométrique de la cinétique de montée et de désintégration de la fluorescence dans l'antenne de collecte de lumière des membranes thylacoïdiennes , interrogeant ainsi divers aspects de l'état des photosystèmes sous différents environnements. conditions. Contrairement aux mesures traditionnelles de fluorescence de la chlorophylle adaptées à l'obscurité , les dispositifs de fluorescence à amplitude d'impulsion permettent de mesurer dans des conditions de lumière ambiante, ce qui a rendu les mesures beaucoup plus polyvalentes.

Pilotes électroniques pour éclairage LED

La modulation d'impulsions en amplitude a également été développée pour le contrôle des diodes électroluminescentes (LED), en particulier pour les applications d'éclairage. Les pilotes de LED basés sur la technique PAM offrent une efficacité énergétique améliorée par rapport aux systèmes basés sur d'autres techniques de modulation de pilote courantes telles que la modulation de largeur d'impulsion (PWM) car le courant direct traversant une LED est relatif à l'intensité de la sortie lumineuse et à l'efficacité de la LED augmente à mesure que le courant direct est réduit.

Les pilotes de LED à modulation d'amplitude d'impulsion sont capables de synchroniser les impulsions sur plusieurs canaux LED pour permettre une correspondance parfaite des couleurs. En raison de la nature inhérente du PAM en conjonction avec la vitesse de commutation rapide des LED, il est possible d'utiliser l'éclairage LED comme moyen de transmission de données sans fil à haute vitesse.

Télévision numérique

Les normes du North American Advanced Television Systems Committee pour la télévision numérique utilisent une forme de PAM pour diffuser les données qui composent le signal de télévision. Ce système, appelé 8VSB , est basé sur un PAM à huit niveaux. Il utilise un traitement supplémentaire pour supprimer une bande latérale et ainsi utiliser plus efficacement une bande passante limitée . En utilisant une seule allocation de canal de 6 MHz, telle que définie dans la norme analogique NTSC précédente , 8VSB est capable de transmettre 32 Mbit / s. Après avoir pris en compte les codes de correction d'erreur et autres frais généraux, le débit de données dans le signal est de 19,39 Mbit / s.

Voir également

Remarques

Références