脈沖頻率調(diào)制(PFM)之所以應(yīng)用沒有脈沖寬度調(diào)制(PWM)多最主要的一個原因就是脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制方法實現(xiàn)起來容易,脈沖頻率調(diào)制(PFM)控制方法實現(xiàn)起來不太容易。
脈沖頻率調(diào)制優(yōu)點
脈沖頻率調(diào)制(PFM)相比較脈沖寬度調(diào)制(PWM)主要優(yōu)點在于效率:
1、對于外圍電路一樣的脈沖頻率調(diào)制(PFM)和脈沖寬度調(diào)制(PWM)而言,其峰值效率PFM與PWM相當(dāng),但在峰值效率以前,脈沖頻率調(diào)制(PFM)的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于脈沖寬度調(diào)制(PWM)的效率,這是脈沖頻率調(diào)制(PFM)的主要優(yōu)勢。
2、脈沖寬度調(diào)制(PWM)由于誤差放大器的影響,回路增益及響應(yīng)速度受到限制,脈沖頻率調(diào)制(PFM)具有較快的響應(yīng)速度。
脈沖頻率調(diào)制缺點
脈沖頻率調(diào)制(PFM)相比較脈沖寬度調(diào)制(PWM)主要缺點在于濾波困難
1、濾波困難(諧波頻譜太寬)。
2、峰值效率以前,脈沖頻率調(diào)制(PFM)的頻率低于脈沖寬度調(diào)制(PWM)的頻率,會造成輸出紋波比脈沖寬度調(diào)制(PWM)偏大。
3、脈沖頻率調(diào)制(PFM)控制相比脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制 IC 價格要貴。
脈沖頻率調(diào)制(PFM)方式具有調(diào)頻特性,可望有較高的傳輸信噪比,而且信號的脈沖形式便于中繼傳輸、再生整形, 因而既可放寬對系統(tǒng)線性的容限要求, 又可獲得較好的抗干擾能力。脈沖頻率調(diào)制(PFM)以傳輸性能遠(yuǎn)優(yōu)于基帶直接光強調(diào)制及成本遠(yuǎn)低于脈沖編碼調(diào)制而在光纖通信中得到廣泛的應(yīng)用。
脈沖頻率調(diào)制:英文全稱為Pulse frequency modulation,其縮寫為PFM。一種脈沖調(diào)制技術(shù),調(diào)制信號的頻率隨輸入信號幅值而變化,其占空比不變。由于調(diào)制信號通常為頻率變化的方波信號,因此,PFM也叫做方波FM。
就DC-DC變換器而言目前業(yè)界PFM只有Single Phase,且以Ripple Mode的模式來實現(xiàn),故需求輸出端的Ripple較大。沒有負(fù)向電感電流,故可提高輕載效率。由于是看輸出Ripple,所以Transient很好,在做Dynamic的時候沒有under-shoot。
脈沖寬度調(diào)制與脈沖頻率調(diào)制有何區(qū)別
脈沖頻率調(diào)制(PFM)之所以應(yīng)用沒有脈沖寬度調(diào)制(PWM)多最主要的一個原因就是脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制方法實現(xiàn)起來容易,脈沖頻率調(diào)制(PFM)控制方法實現(xiàn)起來不太容易。 脈沖頻率調(diào)制(PFM)相比...
頻率:在1秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)叫做頻率1秒10次 頻率=10HZ
每臺編碼器的規(guī)格指標(biāo)中,都有標(biāo)明 分辨率是多少。 單位是 線/圈; 假設(shè)是 1024線/圈,那么就意味著 編碼器每轉(zhuǎn)一圈,就將送出1024個A相和1024個B相的脈沖。 這時就看你的脈...
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評分: 4.5
在基于差分Doppler技術(shù)的高精度單站無源定位中,輻射源頻率(或其變化率)的高精度測量對定位是十分重要的。文章研究了相參脈沖信號頻率估計的CRLB界,并推導(dǎo)了ML算法的簡化估計方差公式,根據(jù)此簡化的估計方差公式可以容易的得到相參脈沖信號頻率估計的信噪比閥值。計算機仿真證明了理論分析的正確性。
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評分: 4.4
介紹了二次諧波型(SHG)頻率分辨光學(xué)開關(guān)法(FROG)測量雙脈沖的實驗系統(tǒng).對實驗系統(tǒng)中雙脈沖的SHG-FROG光譜圖,利用矩陣的方法進行了數(shù)值模擬,并用基于矩陣的主元素廣義投影算法(PCGPA)從數(shù)值模擬的SHG-FROG光譜圖中恢復(fù)了雙脈沖的振幅和相位,誤差達到收斂的標(biāo)準(zhǔn)(G<1-0 4).
脈沖頻率調(diào)制傳輸方式是目前模擬視頻光纖傳輸方式中傳輸質(zhì)量最高的方式之一,其原理是調(diào)制脈沖重復(fù)頻率隨信號幅度大小呈線性變化,而脈寬保持不變。PFM 是信號光強度調(diào)制前的一種預(yù)處理過程,信號經(jīng)過脈沖調(diào)制后,頻譜會變寬,并以此可以換取傳輸質(zhì)量的提高。而PFM 處理帶來的傳輸帶寬的增加,對于帶寬極寬的光纖來說并不存在什么問題,而且由于光源的非線性對系統(tǒng)的影響不大,故光調(diào)制深度可以增加,進一步提高系統(tǒng)的信噪比。
通過脈沖頻率調(diào)制可實現(xiàn)單路視頻傳輸,多路視頻傳輸,視頻/數(shù)據(jù)傳輸。下面對幾種方案做簡要描述。
單路視頻傳輸系統(tǒng)工作原理如圖1,在發(fā)射端基帶視頻信號經(jīng)過預(yù)加重,進行PFM 調(diào)制,然后去調(diào)制激光器。而在接收端通過PIN 管將光信號轉(zhuǎn)化成電信號,經(jīng)過PFM 解調(diào)恢復(fù)出視頻信號。
圖1 單路視頻傳輸系統(tǒng)原理圖
視頻信號經(jīng)過PFM 后,頻譜呈第一類貝塞爾函數(shù)分布,頻譜中含有無窮多個頻率分量,但功率譜主要集中在載波和低次諧波分量上,高次邊頻分量可略去不計,因此PFM 信號可近似認(rèn)為具有有限頻譜?;鶐б曨l信號的帶寬為8MHz,經(jīng)過PFM 調(diào)制后,信號帶寬可限定在30 MHz以上而不會明顯影響PFM 性能。
不同于基帶視頻信號直接光強度調(diào)制方式,該系統(tǒng)對發(fā)光器件沒有特殊要求,可以根據(jù)實際工程需要選用不同的發(fā)光器件。如多模850nm 波長LED 滿足4 公里以內(nèi)應(yīng)用,單模1310nm波長LD 滿足30 公里以內(nèi)應(yīng)用,單模1550nm 波長DFB 激光器滿足100 公里以內(nèi)應(yīng)用。無論是多模LED,還是單模LD,系統(tǒng)都具有良好的性能。批量測試結(jié)果表明,系統(tǒng)經(jīng)過光纖傳輸后,系統(tǒng)主要指標(biāo)為:加權(quán)信噪比為60dB,微分增益為3%,微分相位為3°。
由于PFM 信號解調(diào)輸出噪聲功率譜密度和調(diào)頻信號解調(diào)輸出噪聲功率譜密度一樣,呈三角形噪聲特性,造成高頻端噪聲大而低頻端噪聲小的現(xiàn)象。為了克服這種現(xiàn)象,在設(shè)計中往往采用預(yù)加重和去加重電路。預(yù)加重使視頻信號在頻率上人為地加以預(yù)傾斜,使高頻端升高,低頻端壓低。在接收端解調(diào)時,由于信號高頻端電平提升而使解調(diào)信噪比有所提高,而低頻端則有所降低,從而均衡了帶內(nèi)信噪比的分布。另外,預(yù)加重對低頻成分起著壓縮作用,也壓縮了亮度信號的動態(tài)范圍,從而降低了微分增益和微分相位的失真。
通過將多路視頻分別調(diào)制于不同的頻率范圍,然后進行頻分復(fù)用,可以在單根光纖中實現(xiàn)多路視頻傳輸。其發(fā)射部分原理框圖如圖2,接收部分原理是發(fā)射部分的逆過程。
從理論上講,光纖和光器件的帶寬極大,完全滿足8 路以上多路視頻頻分復(fù)用的帶寬要求。但實際上由于目前采用的分立元件,特別是高頻電容和電感的精密度和穩(wěn)定性不夠,使得PFM中心頻率的穩(wěn)定性不好,中心頻率會隨時間和溫度漂移,加上帶通濾波器的特性也會隨溫度變化,給多路視頻復(fù)用帶來很多不穩(wěn)定因素。所以目前較為成熟的也只是四路圖象的頻分復(fù)用。
用數(shù)字序列調(diào)制脈沖載波的幅度??傻玫矫}沖幅度調(diào)制信號PAM(Pulse Amplitude Modulation )。是屬于數(shù)字脈沖調(diào)制的一種,其他兩種是:PPM(Pulse Position Modulation),調(diào)制脈沖載波的位置;PWM(Pulse Width Modulation),調(diào)制脈沖載波的寬度。
PAM調(diào)制即是脈沖幅度調(diào)制。所謂脈沖振幅調(diào)制,即是脈沖載波的幅度隨基帶信號變化的一種調(diào)制方式。如果脈沖載波是由脈沖激脈沖組成的,根據(jù)抽樣定理,就可以把信號復(fù)原,就是脈沖振幅調(diào)制的原理。用調(diào)制信號控制脈沖序列的幅度,使脈沖幅度在其平均值上下隨調(diào)制信號的瞬時值變化。
脈沖寬度調(diào)制脈寬調(diào)制分類
從調(diào)制脈沖的極性看,PWM又可分為單極性與雙極性控制模式兩種 。產(chǎn)生單極性PWM模式的基本原理如圖6.2所示。首先由同極性的三角波載波信號ut。與調(diào)制信號ur,比較(圖6.2中(a)),產(chǎn)生單極性的PWM脈沖(圖6.2中(b));然后將單極性的PWM脈沖信號與圖6.2中(c)所示的倒相信號UI相乘,從而得到正負(fù)半波對稱的PWM脈沖信號Ud,如圖6.2中(d)所示。
雙極性PWM控制模式采用的是正負(fù)交變的雙極性三角載波ut與調(diào)制波ur,如圖6.3所示,可通過ut與ur,的比較直接得到雙極性的PWM脈沖,而不需要倒相電路。
除以上兩種從原理不同的角度,對調(diào)制方法進行的分類外,近些年采用芯片直接進行脈寬調(diào)制的方式被更多的用戶所接受。信號調(diào)理領(lǐng)域經(jīng)常需要面對模擬量信號的傳輸、采集、控制等問題,傳統(tǒng)的信號鏈電路包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)、運算放大器(OpAmp)、比較器(Comparator)等等,它們扮演著模擬信號處理的主要角色。信號鏈芯片的功能基礎(chǔ)而強大,經(jīng)過精心的設(shè)計后能形成多種多樣優(yōu)秀的信號處理電路,但即便如此,在很多應(yīng)用領(lǐng)域,依然存在瓶頸和制約,無法達到理想的電路性能和指標(biāo)。所以在信號鏈領(lǐng)域渴望出現(xiàn)更多創(chuàng)新的模擬電路處理技術(shù)和芯片產(chǎn)品。一種新型的模擬信號處理專用芯片,它實現(xiàn)了模擬信號向PWM信號高精度轉(zhuǎn)換功能,我們稱它為APC(Analogue to PWM Convertor)。