Základní pojmy: PPM, CPPM, PWM, PCM a S.BUS

Rozpracováno.

PCM = pulse code modulation (pulsně-kódová modulace)
PPM = pulse position modulation (pulsně-polohová modulace)
PAM = pulse amplitude modulation (pulsně amplitudová modulace)
PWM = pulse width modulation (pulsně-šířková modulace)

Tyto zkratky označují způsob zakódování údajů o výchylkách v signálu, přenášeném mezi vysílačem a přijímačem, případně mezi přijímačem a servy.

PAM

Historicky zřejmě prvním způsobem kódování byla PAM. Kódování spočívá v prostém ovzorkování hodnoty přenášeného signálu v pravidelných intervalech. Amplituda přenášených impulsů odpovídá hodnotě přenášené veličiny v době trvání vzorkovacích impulsů. Tento způsob je velmi náchylný na chyby způsobené zkreslením signálu při přenosu. V moderní RC technice se nepoužívá.

PWM

PWM kóduje přenášenou veličinu jako šířku impulsu. Větší hodnotě přenášené veličiny odpovídá větší šířka impulsu. V RC technice je PWM využíváno pro komunikaci se servy a regulátory elektromotorů.

V RC technice se obvykle používá rozsah šířky impulsu od 1ms do 2ms (např. 1ms odpovídá jedné krajní poloze serva, 2ms druhé krajní polozeca 1,5ms je střední poloha). V praxi se někdy používají i rozsahy větší, od cca 0,8ms do 2,2ms. Opakovací perioda tohoto impulsu je obvykle 20ms (to umožňuje do jednoho PPM signálu vložit až 8 kanálů jednotlivých serv. Existují systémy, kde je v zájmu rychlosti odezvy tato perioda zkrácena, ale není to standardizováno. PWM signál pro serva s periodou 20ms a šířkou impulsu 1-2ms naproti tomu zpracují všechna běžná serva a regulátory.

Průběhy PWM ze servotesteru

Minimální hodnota - 0,9ms	Střední (neutrální) hodnota - 1,52ms	Maximální hodntota - 2,2ms	Celková délka jednoho cyklu signálu - cca 15ms

PPM

PPM kóduje hodnotu jako polohu impulsu ve vymezeném časovém intervalu. V RC technice je nejběžnější rozsah intervalu, ve kterém se pohybuje impuls od 1ms do 2ms. Střední hodnota ("0") je 1,5ms. V PPM signálu může být (a v případě RC souprav je) zakódována hodnota několika veličin (kanálů). Přenáší se postupně po sobě. Opakovací perioda klasického kompletního signálu PPM ("rámce") je zpravidla 22,5ms.

V principu se jedná o až 8 signálů PWM pro jednotlivé kanály, spojených za sebou. Každý je zahájen synchronizačním impulsem opačné polarity o šířce cca 0,3ms, jehož trvání se odečítá od délky původního signálu PWM. Signály pro jednotlivé kanály na sebe bezprostředně navazují. Za posledním kanálem je vložen ukončovací impuls rámce o šířce 0,3ms a následuje interval (při obvyklých parametrech signálů min. 3,8ms) bez synchronizačních impulsů. Protože je v šířce závěrečného intervalu rámce jistá rezerva, připouštějí některé přijímače zpracování rámce s impulsy kanálů o max. šířce až 2,2ms.

Takže proč se tomu říká PPM? Když se na signál podíváte, je vidět, že šířka původních PWM impulsů je vymezena polohou synchronizačních impulsů (jejich vzdáleností od sebe). Takže se to celá dá chápat také tak, že hodnota v kanálu je dána vzájemnou polohou dvou následujících synchronizačních impulsů jednotné šířky. Tak také byla (pokud si vzpomínám na školní léta) PPM původně definována.

Ve firmware OpenTx lze nastavovat periodu opakování PPM rámce (implicitně 22,5ms), šířku synchronizačního impulsu jednotlivých kanálů (300μs) a měnit polaritu signálu.

Průběhy PPM na Trainer konektoru T9X s OpenTx

Celá perioda signálu - 22,5ms Průběh je sejmut v klidové poloze ovladačů - všechny jsou v prostřední poloze, mimo plynu (3. kanál), který je stažený na minimum.	Synchronizační impuls - cca 0,3ms	Celková délka signálu jednoho kanálu pro střední polohu kniplu - cca 1,5ms

Princip dekódování PPM signálu na jednotlivé kanálové PWM impulsy je zřejmý z obrázku - příklad pro 6 kanálů a délku PPM rámce 20ms (převzato z http://paparazzi.enac.fr/wiki/RC_Receivers_and_Radios#Introduction):

Jak je zřejmé z principu kódování a vidět z obrázku, nemohou se jednotlivé impulsy pro serva, vycházející z přijímače s přenosem PPM, v čase překrývat. To je důležité zejména pro různé přídavné moduly, které s výstupy přijímače pro serva dále poracují (různé mixery, stabilizační jednotky atp.). Tohle nemusí platit pro přijímače s PCM, tam mohou (a zpravidla bývají) vysílány signály pro více serv ve stejném čase. To je sice výhodné z hlediska plynulého a konzistentního řízení modelu, ale navazující zařízení, která spoléhají na nepřekrývání kanálů, s tím mívají problémy.

PCM

PCM se od ostatních systémů přenosu (PPM, PWM a PAM) odlišuje mimo jiné způsobem, jak reaguje na zkreslení signálu.

When a PCM receiver gets the interference, the processor sees it as bad information and just holds everything where they were the last time good information was received. If the interference lasts more than a second or so, then the receiver will move the controls to postions selected by the modeler. That's what is meant by "failsafe". Sometimes, though, the failsafe doesn't do much good because the model's in a bad place when it gets "hit" and the failsafe can't prevent a crash in that case.

If a PPM receiver gets interference, the receiver will think the interference is part of the signal and send erratic information to the servos, which will cause them to act up. The model can have a little reaction as a slight 'bobble' or can have the servos jam over and the model wind up in the ground.

Usually, though, most interference is momentary, and it makes little difference which receiver you have, since the model will stay aloft long enough for you to save it when the interference is over. With PCM, though, the model will usually not jump around, but the modeler will notice that he's locked out of controlling the model. When the interference ends all control is regained.

R/C Devices that use PWM Pulses:

• Servos
• Electronic Speed Controllers
• R/C switches
• R/C lights
• R/C receivers
• Data loggers
• Failsafe's
• Autopilot/Stabilization systems
• Servo Controller

R/C Devices that use PPM Pulses:

• R/C transmitters
• R/C receivers
• Autopilot/Stabilization systems
• PCTx