Введение
Форма модуляции сигнала, при которой информация кодируется в амплитуде серии импульсов.
Модуляция амплитуды импульсов (PAM) – это форма модуляции сигнала, в которой информация сообщения кодируется в амплитуде последовательности сигнальных импульсов. Это аналоговая схема импульсной модуляции, в которой амплитуды ряда несущих импульсов изменяются в соответствии с мгновенными значениями сигнала сообщения. Демодуляция осуществляется путем определения уровня амплитуды несущей в каждый момент времени.
Эфир
Некоторые версии стандарта связи Ethernet служат примером применения PAM. В частности, стандарты 100BASE-T4 и BroadR-Reach Ethernet используют трехуровневую PAM-модуляцию (PAM3), в то время как Gigabit Ethernet 1000BASE-T использует пятиуровневую PAM-модуляцию (PAM5), а 10 Gigabit Ethernet 10GBASE-T – предварительно закодированную по Томилинсону-Харасиме (THP) амплитудно-импульсную модуляцию с 16 дискретными уровнями (PAM16), закодированную в двухмерном шахматном порядке, известном как DSQ128. Ethernet со скоростью 25 Гбит/с и некоторые медные варианты Ethernet со скоростью 100 Гбит/с и 200 Гбит/с используют PAM-модуляцию с 4 уровнями (PAM4).
USB-устройство
USB4 версии 2.0 использует PAM3-сигнализацию для USB4 со скоростью 80 Гбит/с (USB4 Gen 4×2) и USB4 со скоростью 120 Гбит/с (USB4 Gen 4 Asymmetric), передавая 3 бита за 2 тактовых цикла. Thunderbolt 5 использует тот же физический уровень (PHY).
GDDR6X
GDDR6X, разработанная компаниями Micron и Nvidia и впервые примененная в видеокартах Nvidia RTX 3080 и 3090, использует сигнализацию PAM 4 для передачи 2 бит за такт, избегая необходимости использования более высоких частот или двух каналов/линий с соответствующими передатчиками и приемниками, что может привести к увеличению энергопотребления, занимаемой площади и стоимости. Более высокие частоты требуют большей полосы пропускания, что становится серьезной проблемой свыше 28 ГГц при передаче по медным проводникам. Внедрение PAM 4 обходится дороже, чем более раннее кодирование NRZ (без возврата к нулю, PAM 2), отчасти из-за большего размера, необходимого в интегральных схемах, и повышенной чувствительности к проблемам, связанным с соотношением сигнал/шум (SNR).
GDDR7
GDDR7 будет использовать сигнализацию PAM3 для достижения скорости 36 Гбит/с на вывод. Более высокая скорость передачи данных в цикле по сравнению с NRZ/PAM2 сигнализацией, используемой в GDDR6 и предыдущих поколениях, повышает энергоэффективность и обеспечивает лучшую целостность сигнала.
PCI Express
PCI Express 6.0 внедрил использование PAM 4.
Фотобиологическая
Эта концепция также используется для изучения фотосинтеза с помощью специализированного прибора, который включает в себя спектрофлюорометрическое измерение кинетики нарастания и спада флуоресценции в светособирающем комплексе тилакоидных мембран, позволяя оценить различные аспекты состояния фотосистем при разных условиях окружающей среды. В отличие от традиционных измерений флуоресценции хлорофилла в темноте, приборы импульсно-амплитудной флуоресценции позволяют проводить измерения при естественном освещении, что значительно расширяет возможности измерений.
Электрические драйверы для светодиодного освещения
Модуляция амплитуды импульса также была разработана для управления светоизлучающими диодами (LED), особенно для освещения. Светодиодные драйверы, основанные на технологии PAM, обеспечивают более высокую энергоэффективность по сравнению с системами, использующими другие распространенные методы модуляции драйверов, такие как широтно-импульсная модуляция (PWM), поскольку прямой ток, протекающий через светодиод, пропорционален интенсивности светового потока, а эффективность светодиода возрастает при уменьшении прямого тока. Светодиодные драйверы с модуляцией амплитуды импульса способны синхронизировать импульсы по нескольким каналам, обеспечивая точное соответствие цветов. Благодаря особенностям PAM в сочетании с высокой скоростью переключения светодиодов, возможно использовать светодиодное освещение для высокоскоростной беспроводной передачи данных.
Цифровое телевидение
Североамериканский комитет по стандартам передовых телевизионных систем для цифрового телевидения использует форму импульсно-амплитудной модуляции (PAM) для вещания данных, составляющих телевизионный сигнал. Эта система, известная как 8VSB, основана на восьмиуровневой PAM. Она использует дополнительную обработку для подавления одной боковой полосы, что позволяет более эффективно использовать ограниченную полосу пропускания. Используя выделенный канал шириной 6 МГц, как это определено в предыдущем аналоговом стандарте NTSC, 8VSB способен передавать 32 Мбит/с. После учета кодов коррекции ошибок и других служебных данных, скорость передачи данных в сигнале составляет 19,39 Мбит/с.