La modulación de amplitud de pulso ( PAM ) es una forma de modulación de señal en la que la información del mensaje se codifica en la amplitud de una serie de pulsos de señal. Es un esquema de modulación de pulsos analógicos en el que las amplitudes de un tren de pulsos portadores varían según el valor de muestra de la señal del mensaje. La demodulación se realiza detectando el nivel de amplitud de la portadora en cada período.
Hay dos tipos de modulación de amplitud de pulso:
La modulación de amplitud de pulso se usa ampliamente para modular la transmisión de señales de datos digitales, y las aplicaciones que no son de banda base han sido reemplazadas en gran medida por la modulación de código de pulso y, más recientemente, por la modulación de posición de pulso .
El número de posibles amplitudes de pulso en PAM analógico es teóricamente infinito. El PAM digital reduce el número de amplitudes de pulso a una potencia de dos. Por ejemplo, en PAM de 4 niveles existen posibles amplitudes de pulso discretas; en PAM de 8 niveles hay posibles amplitudes de pulso discretas; y en PAM de 16 niveles hay posibles amplitudes de pulso discretas.
Algunas versiones del estándar de comunicación Ethernet son un ejemplo de uso de PAM. En particular, el estándar 100BASE-T4 y BroadR-Reach Ethernet utiliza modulación PAM de tres niveles (PAM-3), mientras que 1000BASE-T Gigabit Ethernet utiliza modulación PAM-5 de cinco niveles [1] [a] y 10GBASE-T 10 Gigabit. Ethernet utiliza una versión [ jerga ] precodificada Tomlinson-Harashima (THP) de modulación de amplitud de pulso con 16 niveles discretos (PAM-16), codificada en un patrón de tablero de ajedrez bidimensional [ jerga ] conocido como DSQ128. 25 Gigabit Ethernet y algunas variantes de cobre de 100 Gigabit Ethernet y 200 Gigabit Ethernet utilizan modulación PAM-4.
USB4 versión 2.0 utiliza señalización PAM-3 para USB4 de 80 Gbps (USB4 Gen 4×2) y USB4 de 120 Gbps (USB4 Gen 4 asimétrico) que transmiten 3 bits por 2 ciclos de reloj. [2] Thunderbolt 5 usa la misma PHY. [3]
GDDR6X , desarrollado por Micron [4] y Nvidia y utilizado por primera vez en las tarjetas gráficas Nvidia RTX 3080 y 3090 , utiliza señalización PAM-4 para transmitir 2 bits por ciclo de reloj sin tener que recurrir a frecuencias más altas ni a dos canales o carriles con transmisores asociados. y receptores, lo que puede aumentar el consumo y el coste de energía o espacio. Las frecuencias más altas requieren un mayor ancho de banda, lo cual es un problema importante más allá de 28 GHz cuando se intenta transmitir a través de cobre. La implementación de PAM-4 cuesta más que la anterior codificación NRZ (sin retorno a cero, PAM-2), en parte porque requiere más espacio en los circuitos integrados y es más susceptible a problemas de SNR (relación señal-ruido). [5] [6]
GDDR7 utilizará señalización PAM-3 para alcanzar velocidades de 36 Gbps/pin. La mayor velocidad de transmisión de datos por ciclo en comparación con la señalización NRZ/PAM-2 utilizada por GDDR6 y generaciones anteriores mejora la eficiencia energética y la integridad de la señal. [7]
PCI Express 6.0 ha introducido el uso de PAM-4. [8]
El concepto también se utiliza para el estudio de la fotosíntesis utilizando un instrumento especializado que implica una medición espectrofluorométrica de la cinética de aumento y disminución de la fluorescencia en la antena captadora de luz de las membranas tilacoides , cuestionando así varios aspectos del estado de los fotosistemas bajo diferentes condiciones ambientales. condiciones. [9] A diferencia de las mediciones tradicionales de fluorescencia de clorofila adaptadas a la oscuridad , los dispositivos de fluorescencia de amplitud de pulso permiten medir en condiciones de luz ambiental, lo que hizo que las mediciones fueran significativamente más versátiles. [10]
También se ha desarrollado la modulación de amplitud de impulsos para el control de diodos emisores de luz (LED), especialmente para aplicaciones de iluminación. [11] Los controladores LED basados en la técnica PAM ofrecen una eficiencia energética mejorada en comparación con los sistemas basados en otras técnicas de modulación de controladores comunes, como la modulación de ancho de pulso (PWM), ya que la corriente directa que pasa a través de un LED es relativa a la intensidad de la salida de luz y La eficiencia del LED aumenta a medida que se reduce la corriente directa.
Los controladores LED de modulación de amplitud de pulso pueden sincronizar pulsos en múltiples canales LED para permitir una combinación de colores perfecta. Debido a la naturaleza inherente de PAM junto con la rápida velocidad de conmutación de los LED, es posible utilizar iluminación LED como medio de transmisión inalámbrica de datos a alta velocidad.
Los estándares del Comité de Sistemas de Televisión Avanzados de América del Norte para televisión digital utilizan una forma de PAM para transmitir los datos que componen la señal de televisión. Este sistema, conocido como 8VSB , se basa en un PAM de ocho niveles. [12] Utiliza procesamiento adicional para suprimir una banda lateral y así hacer un uso más eficiente del ancho de banda limitado . Utilizando una única asignación de canal de 6 MHz, como se define en el estándar analógico NTSC anterior , 8VSB es capaz de transmitir 32 Mbit/s. Después de tener en cuenta los códigos de corrección de errores y otros gastos generales, la velocidad de datos en la señal es de 19,39 Mbit/s.
