Modulation d'impulsions en amplitude

La modulation d'impulsions en amplitude (PAM, pour l'anglais pulse-amplitude modulation) est une forme de modulation du signal dans laquelle l'information de message est codée selon l'amplitude d'une série d'impulsions de signal. C'est un schéma de modulation des impulsions analogiques dans lequel les amplitudes d'un train d'impulsions de porteuse sont modifiées 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.

Principe de PAM: (1) signal original, (2) signal PAM, (a) amplitude du signal, (b) temps

Les types

Il existe deux types de modulation d'impulsions en amplitude :

  • PAM à polarité unique : dans ce cas, une polarisation continue fixe appropriée est ajoutée au signal afin de garantir que toutes les impulsions sont positives ;
  • PAM à double polarité : les impulsions sont à la fois positives et négatives.

La modulation d'impulsions en amplitude est largement utilisée pour moduler 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 de position par impulsions .

En particulier, tous les modems téléphoniques d'une vitesse supérieure à 300 bit/s utilisent la modulation d'amplitude en quadrature (QAM). Cette modulation QAM utilise une constellation à deux dimensions.

Le nombre d'amplitudes d'impulsion possibles dans une modulation PAM analogique est théoriquement infini. La modulation PAM digitale réduit le nombre d'amplitudes d'impulsions à une puissance de deux. Par exemple, dans une modulation PAM à 4 niveaux, il y a amplitudes d'impulsion discrètes possibles; pour une modulation PAM à 8 niveaux, il y a amplitudes d'impulsion discrètes possibles; et pour une modulation PAM à 16 niveaux, il y a amplitudes d'impulsion discrètes possibles.

Les usages

Ethernet

Certaines versions de la norme de communication Ethernet constituent un exemple d'utilisation de PAM. En particulier, les standards 100BASE-T4 et BroadR-Reach Ethernet utilisent une modulation PAM à trois niveaux (PAM-3), le Gigabit Ethernet 1000BASE-T utilise une modulation PAM-5 à cinq niveaux[note 1] et 10GBASE- Le T 10 Gigabit Ethernet utilise une version de modulation d'amplitude de pulsation amplifiée à 16 niveaux discrets (PAM-16) Tomlinson-Harashima Precoded (THP), codée selon un schéma en damier bidimensionnel appelé DSQ128. Ethernet 25 Gigabit et certaines variantes de cuivre 100 Gigabit Ethernet et 200 Gigabit Ethernet utilisent la modulation PAM-4.

Photobiologie

Le concept est également utilisé pour l'étude de la photosynthèse à l' aide d'un instrument spécialisé impliquant une mesure spectrofluorométrique de la cinétique d'élévation et de décroissance de la fluorescence dans l'antenne collectrice de lumière des membranes thylacoïdiennes, interrogeant ainsi divers aspects de l'état des photosystèmes sous différentes conditions environnementales[1].

Pilotes électroniques pour l'éclairage LED

La modulation d'amplitude d'impulsion a également été développée pour le contrôle des diodes électroluminescentes (DEL), en particulier pour les applications d'éclairage[2]. Les drivers de LED basés sur la technique PAM offrent une efficacité énergétique améliorée par rapport aux systèmes basés sur d’autres techniques de modulation de driver courantes telles que la modulation de largeur d’impulsion (PWM), le courant direct traversant une LED étant relatif à l’intensité de la sortie lumineuse, l'efficacité de la LED augmente lorsque le courant direct est réduit.

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

Télévision numérique

Les normes du Comité nord-américain sur les systèmes de télévision avancés pour la télévision numérique utilisent une forme de modulation PAM pour diffuser les données constituant le signal de télévision. Ce système, appelé 8VSB, est basé sur une modulation PAM à huit niveaux[3]. Il utilise un traitement supplémentaire pour supprimer une bande latérale et ainsi utiliser plus efficacement une bande passante limitée. En utilisant un seul canal de 6 MHz, tel que défini dans la précédente norme analogique NTSC, 8VSB est capable de transmettre 32 Mbit/s. Après avoir pris en compte les codes de correction d'erreur et autres surcharges protocolaires, le débit de données utiles dans le signal est de 19,39 Mbit/s.

Notes et références

Notes
  1. The first use of PAM-5 in Ethernet was in 100BASE-T2. Although not widely adopted, the technology developed for 100BASE-T2 was subsequently used in the popular 1000BASE-T Gigabit Ethernet standard.

Références
  1. Ulrich Schreiber, Chlorophyll a Fluorescence, vol. 19, Dordrecht, Springer Netherlands, coll. « Advances in Photosynthesis and Respiration », , 279–319 p. (ISBN 978-1-4020-3217-2, DOI 10.1007/978-1-4020-3218-9_11, lire en ligne), « Pulse-Amplitude-Modulation (PAM) Fluorometry and Saturation Pulse Method: An Overview »
  2. Tim Whitaker (January 2006). “Closed-loop electronic controllers drive LED systems”. LED Lights Magazine. Retrieved 2015-03-02.
  3. Sparano, « WHAT EXACTLY IS 8-VSB ANYWAY? », (consulté le )

Voir aussi

Articles connexes
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