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PPM与PCM

    PCM是英文pulse-code modulation的缩写,中文的意思是:脉冲编码调制,又称脉码调制。
    PPM是英文pulse position modulation的缩写,中文意思是:脉冲位置调制,又称脉位调制,这里顺便提一句,有些航模爱好者误将PPM编码说成是FM,其实这是两个不同的概念。前者指的是信号脉冲的编码方式,后者指的是高频电路的调制方式。比例遥控发射电路的工作原理如图1所示。操作通过操纵发射机上的手柄,将电位器组值的变化信息送人编码电路。编码电路将其转换成一组脉冲编码信号(PPM或PCM)。这组脉冲编码信号经过高频调制电路(AM或FM)调制后,再经高放电路发送出去。
    目前,比例遥控设备中最常用的两种脉冲编码方式就是PPM和PCM:最常用的两种高频调制方式是FM调频和AM调幅:最常见的组合为PPM/AM脉位调制编码/调幅、PPM/FM脉位调制编码/调频、PPM/FM脉冲调只编码/调频三种形式。通常的PPM接收解码电路都由通用的数字集成电路组成,如CD4013,CD4015等。对于这类电路来说,只要输入脉冲的上升沿达到一定的高度,都可以使其翻转。这样,一旦输入脉冲中含有干扰脉冲,就会造成输出混乱。由于干扰脉冲的数量和位置是随机的,因此在接收机输出端产生的效果就是“抖舵”。除此之外,因电位器接触不好而造成编码波形的畸变等原因,也会影响接收效果,造成“抖舵”。对于窄小的干扰脉冲,一般的PPM电路可以采用滤波的方式消除;而对于较宽的干扰脉冲,滤波电路就无能为力了。这就是为什么普通的PPM比例遥控设备,在强干扰的环境下或超出控制范围时会产生误动作的原因。尤其是在有同频干扰的情况下,模型往往会完全失控。
    PPM的编解码方式一般是使用积分电路来实现的,而PCM编解码则是用模/数(A/D)和数/模(D/A)转技术实现的。
    首先,编码电路中模/数转换部分将电位器产生的模拟信息转换成一组数字脉冲信号。由于每个通道都由8个脉冲组成,再加上同步脉冲和校核脉冲,因此每个脉冲包含了数十个脉冲信号。在这里,每一个通道都是由8个信号脉冲组成。其脉冲个数永远不变,只是脉冲的宽度不同。宽脉冲代表“1”,窄脉冲代表“0”。这样每个通道的脉冲就可用8位二进制数据来表示,共有256种变化。接收机解码电路中的单片机(单片计算机,下同)收到这种数字编码信号后,再经过数/模转换,将数字信号还原成模拟信号。由于在空中传播的是数字信号,其中包含的信号只代表两种宽度。这样,如果在此种编码脉冲传送过程中产生了干扰脉冲,解码电路中的单片机就会自动将与“0”或“1”脉冲宽度不相同的干扰脉冲自动清除。如果干扰脉冲与“0”或“1”脉冲的宽度相似或干脆将“0”脉冲干扰加宽成“1”脉冲,解码电路的单片机也可以通过计数功能或检验校核码的方式,将其滤除或不予输出。而因电位器接触不良对编码电路造成的影响,也已由编码电路中的单片机将其剔除,这样就消除了各种干扰造成误动作的可能。
    PCM编码的优点不仅在于其很强的抗干扰性,而且可以很方便的利用计算机编程,不增加或少增加成本,实现各种智能化设计。例如,将来的比例遥控设备完成可以采用个性化设计,在编解码电路中加上地址码,实现真正意义上的一对一控制。另外,如果在发射机上加装开关,通过计算机编程,将每个通道的256种变化分别发送出来;接收机接收后,再经计算机解码后变成256路开关输出。这样,一路PCM编码信号就可变成256路开关信号。而且,这种开关电路的抗干扰能力相当强,控制精度相当高。从上述可以看出,PCM编码与PPM编码方式相比,具有很大的优越性。虽然以往将这两种编码方式都说成是数子比例遥控设备,但从严格意义上说,只有PCM编码才称得上真正的数字比例遥控。值得指出的是:各个厂家生产的不同型号的PCM比例遥控设备,其编码方式都不相同。因此,同样是PCM设备,只要是不同厂家生产的,即使是相同频率,产生互相干扰也较小,但是会影响控制距离。
    在很多航模爱好者心目中,PCM比例遥控设备都是昂贵的高档产品,可望不可及。造成这种现象主要有两种原因,一方面是前些年单片机的价格很高,功能还不够强大;另一方面是进口的PCM比例遥控设备设计的功能很多,造成成本偏高。

FUTABA PCM接收机

FUTABA PCM接收机



PPM接收机PPM接收机


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