目录
1.脉冲调制
脉冲幅度调制(PAM)
脉冲宽度调制(PWM)
脉冲位置调制(PPM)
PAM、PWM和PPM之间的区别
总结
2.帧和透明传输
3.帧的组成方法
(1)字符计数法
(2)字符填充的首尾定界法
(3)零比特填充的首尾标志法
(4)违规编码法
1.脉冲调制
在通信系统中,调制是一个重要的步骤。调制是通过使用随瞬时值变化的载波信号(高频),在不改变其特性(如幅度、频率、相位)的情况下,将消息信号(低频基带信号)从发射器传输到接收器的过程。低频波通过保持其频率和相位恒定。
调制技术分为两种主要类型:模拟和数字(脉冲调制)。之前已经介绍过不同类型的调制技术,本文主要说说PAM、PWM和 PPM调制之间的区别差异。
脉冲幅度调制(PAM)
脉冲幅度调制主要是通过与模拟信号(信息信号)的瞬时值成比例地改变脉冲(载波信号)的幅度。
上图说明了PAM技术的时域表示,它将模拟消息和脉冲幅度调制信号作为输出。脉冲幅度调制用于流行的以太网通信标准。与其他种类的调制和解调技术相比,脉冲幅度调制器和解调器电路简单。
目前脉冲幅度调制技术有两类,一类是脉冲具有相同的极性,另一类是根据调制信号的幅度,脉冲可以同时具有正极性和负极性。
脉冲宽度调制(PWM)
脉冲宽度调制是通过与模拟信号(消息信号)的瞬时值成比例地改变脉冲宽度(载波信号)。
脉冲宽度变化,但脉冲幅度保持不变。限幅器用于使幅度恒定。这些电路将幅度限制到一个优选的水平,因此噪声是有限的。
共有三种类型的脉冲宽度调制,分别是:
- 脉冲的前沿是恒定的,后沿根据消息信号而变化。
- 脉冲的后沿是恒定的,前沿根据消息信号而变化。
- 脉冲的中心是恒定的,前沿和后沿根据消息信号而变化。
脉冲位置调制(PPM)
脉冲位置调制是通过与模拟信号(消息信号)的瞬时值成比例地改变脉冲(载波信号)的位置。根据脉宽调制信号进行脉冲位置调制,脉冲宽度调制信号的每个尾随都成为脉冲位置调制信号中脉冲的起点。
这些脉冲的位置与PWM脉冲的宽度成比例。但是,脉冲位置调制技术的主要缺点是,必须需要发射机和接收机之间的同步。
在上述所有情况下,检测脉冲调制信号的信息并重建原始模拟信号。
PAM、PWM和PPM之间的区别
PAM、PWM和PPM之间的主要区别差异主要表现在以下几个方面:
参数 | PAM | PWM | PPM |
载体类型 | 脉冲串 | 脉冲串 | 脉冲串 |
脉冲载波的可变特性 | 振幅 | 宽度 | 位置 |
带宽要求 | 低 | 高 | 高 |
抗噪性 | 低 | 高 | 高 |
信息表现 | 幅度变化 | 宽度变化 | 位置变化 |
功率效率 (SNR) | 低 | 中 | 高 |
传输功率 | 随脉冲幅度变化 | 随宽度变化而变化 | 保持不变 |
需要传输同步脉冲 | 不需要 | 不需要 | 需要 |
带宽取决因素 | 带宽取决于脉冲的宽度 | 带宽取决于脉冲的上升时间 | 带宽取决于脉冲的上升时间 |
发射功率 | 瞬时发射功率随脉冲幅度而变化 | 瞬时发射功率随脉冲的幅度和宽度而变化 | 瞬时发射功率随脉冲宽度保持恒定 |
生成和检测的复杂性 | 复杂 | 简单 | 复杂 |
与其他调制系统的相似性 | 类似于AM | 类似于FM | 类似于PM |
总结
通常情况下,我们谈论的调制技术是采用连续振荡波形(正弦型信号)作为载波的,然而,正弦型信号并非是唯一的载波形式。在时间上离散的脉冲串,同样可以作为载波,这时的调制是用基带信号去改变脉冲的某些参数而达到的,人们常把这种调制称为脉冲调制。
脉冲调制可以分为PAM、PWM和PPM三种技术,它们之间相互区别又有联系,在实际电路应用中扮演着举足轻重的作用。
2.帧和透明传输
3.帧的组成方法
(1)字符计数法
(2)字符填充的首尾定界法
发送方在封装帧时,数据的可能有图中两种类型,传输数据时可能会出现图中所述的错误
那么我们如何去解决这种错误呢?
我们可以在特殊字符(SOH、EOT、ESC)前面填充一个转义字符来区分
发送方在封装帧时,进行扫描,扫描到SOH、EOT、ESC(转义字符)时在其前面添加转义字符,以区分,告诉接受方这个和特殊字符相同的字符是数据,当然这些约定由双方之间的协议完成
(3)零比特填充的首尾标志法
(4)违规编码法
目前比较常用的编码方式