Modulação por Amplitude de Pulso (PAM)
Modulação por Amplitude de Pulso (PAM) - Simulink
Na modulação por amplitude de pulso (PAM – do inglês, pulso-amplitude modulation), a amplitude dos pulsos regularmente espaçados é variada proporcionalmente aos valores amostrados do sinal contínuo de mensagem. Os pulsos podem estar na forma retangular ou algum outro formato adequado. A modulação por amplitude de pulso é definida aqui de forma similar à amostragem natural, na qual o sinal de mensagem é multiplicado por um trem periódico de pulsos retangulares. Na amostragem natural, entretanto, o topo de cada pulso retangular modulado pode variar com o sinal de mensagem, enquanto que no PAM ele é mantido plano. Existem duas operações necessárias para a geração do sinal PAM:
- Amostragem instantânea do sinal de mensagem a cada Ts segundos, com a taxa de amostragem fs = 1/Ts escolhida de acordo com o teorema da amostragem.
- Extensão da duração de cada amostra
A tecnologia de circuitos digitais, estas duas operações conjuntas são chamadas de sample-and-hold. Uma importante razão para estender intencionalmente a duração de cada amostra é evitar a utilização extensiva da largura de faixa do canal, pois a largura de faixa é inversamente proporcional à duração do pulso.
Primeiramente baixe o arquivo a seguir Sistema.zip. Descompacte e certifique-se que no Matlab você esteja no diretório onde descompactou o arquivo. Digite no terminal do Matlab:
open_system('PAM')
ou
PAM
Toolbox e blocos necessários
Para realização da simulação, é necessário o DSP System Toolbox™ html, pdf fornecido pelo próprio Simulink. A seguir temos os blocos utilizados no modelo se simulação:
- Simulink
- Sine Wave;
- Zero-Order Hold;
- Scope;
- Mux;
- Gain;
- Pulse Generator;
- Product;
- Goto;
- From.
- DSP System Toolbox
Para uma melhor visualização dos blocos e subsistemas usar [Tools>Model Explorer]
Modelo e parâmetros
O modelo simula o processo de Modulação por Amplitude de Pulso (PAM) de um sinal senoidal. O sinal de entrada analógico é amostrado por uma seqüência de pulsos de topo plano obtendo o sinal PAM. Para recuperação do sinal original é realizada passando sua versão modulada por amplitude de pulso por um filtro passa-baixa. Neste modelo é possível controlar através das variáveis do bloco "Parâmetros do modelo", os parâmetros para realização do mesmo bem como eventual testes. Os parâmetros fornecidos por este bloco são:
- amp -> Amplitude do sinal de informação;
- fm -> Frequência do sinal de informação (Hz);
- fs -> Frequência de amostragem (Hz);
- fc -> Frequência de corte do filtro de reconstrução (Hz);
- ordem -> Ordem do filtro de reconstrução.
Testes que podem ser feitos
Os testes foram realizados nas versões 2014a e 2015a do software MATLAB, funcionando perfeitamente nas mesmas. A seguir alguns testes que podem ser feitos com este modelo.
- Visualização o processo de amostragem a topo plano no domínio do tempo e frequência;
- Analisar a reconstrução do sinal original pelo filtro passa-baixa;
- Altera o valor de taxa de amostragem (Ts), observando o efeito da amostragem abaixo da frequência de Nyquist;