Modulazione ad ampiezza di impulsi (PAM: Pulse Amplitude Modulation). In fig. 7 sono illustrate le forme d'onda relative alla tecnica PAM nel caso di una modulante sinusoidale. Si nota che il segnale modulato v(t) è costituito da impulsi di ampiezza proporzionale a campioni del segnale modulante prelevati con cadenza regolare. La frequenza fC della portante viene a coincidere con la frequenza con cui viene campionato il segnale: si potrà pertanto indifferentemente parlare di frequenza della portante o di frequenza di campionamento.
Fig. 7 Modulazione PAM: modulante, portante impulsiva e segnale modulato
Molto importante è il caso della telefonia dove per i segnali fonici si limita la larghezza di banda B a circa 3.4 kHz (Banda base), viene allora impiegata la tecnica PAM con una frequenza di campionamento di 8 kHz.
Fig. 8 Campionamento di un segnale e relative forme d'onda
Nei sistemi telefonici si usa più frequentemente una variante della PAM. Secondo questa tecnica il segnale modulante viene semplicemente campionato con frequenza fC (ad esempio con un circuito S/H), cosicché il segnale modulato risulta essere bipolare. In fig. 8 è illustrato uno schema a blocchi del modulatore e sono evidenziati i segnali modulante vm(t), portante VC (t) (che comanda il S/H) e modulato v(t).
A tal riguardo abbiamo effettuato una prova di laboratorio che prevedeva la modulazione con tecnica PAM di un segnale sinusoidale periodico. La prova dava la possibilità di variare la frequenza della portante impulsiva (con range 0.425 ¸ 20 kHz) e il duty cycle della portante stessa. Tramite degli oscilloscopi potevano essere visualizzati il segnale d’ingresso, la portante, il segnala modulato con tecnica PAM ed infine il segnale ricostruito. Il circuito può essere schematizzato tramite alcuni blocchi funzionali :
È stato utilizzato un 20W frequency generator subito dopo il quale è stato inserito un filtro RC avente frequenza di taglio pari a 3.4 kHz (banda fonica).
Tramite un interruttore analogico si effettua la modulazione PAM del segnale d’ingresso filtrato (modulante). La portante è un segnale impulsivo di cui possiamo variare frequenza e duty cycle. All’uscita del blocco modulatore otteniamo un segnale modulato che può essere facilmente demodulato e ricostruito con un appropriato filtro passa-basso. Una volta ricostruito il segnale viene mandato a pilotare un altoparlante che ci fa notare il tono del segnale ricostruito. Durante la prova ci siamo accorti che la qualità del segnale (e quindi il suo tono) aumenta all’aumentare della frequenza ed è ottimale al valore fMAX =20 kHz. Sotto è riportato lo schema a blocchi del circuito utilizzato nella prova.
Schema prova : modulazione PAM
