पल्स-फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन

पल्स-फ़्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन (PFM) केवल दो स्तरों (1 और 0) का उपयोग करके एनालॉग संकेत का प्रतिनिधित्व करने के लिए एक मॉड्यूलेशन विधि है। यह पल्स-आयाम मॉडुलन (पीडब्लूएम) के अनुरूप है, जिसमें एक एनालॉग सिग्नल की परिमाण एक स्क्वेर वेव के कर्तव्य चक्र में एन्कोड किया गया है। पीडब्लूएम के विपरीत, जिसमें स्क्वायर दालों की चौड़ाई निरंतर आवृत्ति पर भिन्न होती है, पीएफएम आवृत्ति को बदलते हुए स्क्वायर दालों की चौड़ाई तय करता है। दूसरे शब्दों में, पल्स ट्रेन की आवृत्ति चयन अंतराल पर मॉड्यूलेटिंग सिग्नल के तात्कालिक आयाम के अनुसार भिन्न होती है। स्पंदों का आयाम और चौड़ाई स्थिर रखी जाती है।

अनुप्रयोग

पीएफएम स्क्वायर दालों की ट्रेनों में एनालॉग सिग्नल को एन्कोड करने का एक तरीका है और इसलिए इसमें कई प्रकार के अनुप्रयोग हैं। गैर-निश्चित आवृत्तियों के साथ काम करते समय इलेक्ट्रॉनिक्स के डिजाइन में व्यावहारिक कठिनाइयाँ होती हैं, जैसे कि बोर्ड लेआउट में ट्रांसमिशन लाइन प्रभाव और चुंबकीय घटक चयन, इसलिए आमतौर पर, PWM मोड को प्राथमिकता दी जाती है। हालाँकि, ऐसे चुनिंदा मामले हैं जिनमें PFM मोड फायदेमंद है।

बक कन्वर्टर्स

पीएफएम मोड हल्के लोड को चलाते समय स्टेप-डाउन डीसी-डीसी कन्वर्टर्स (बक कन्वर्टर्स) को स्विच करने की दक्षता बढ़ाने के लिए एक सामान्य तकनीक है।

मध्यम से उच्च भार में, बक कनवर्टर स्विचिंग तत्वों का डीसी प्रतिरोध बक कनवर्टर की समग्र दक्षता पर हावी हो जाता है। हालांकि, हल्के भार को चलाते समय, डीसी प्रतिरोधों के प्रभाव कम हो जाते हैं और प्रारंभ करनेवाला, संधारित्र और स्विचिंग तत्वों में एसी की हानि समग्र दक्षता में बड़ी भूमिका निभाती है। यह विशेष रूप से विच्छिन्न मोड ऑपरेशन में सच है, जिसमें प्रेरक धारा शून्य से नीचे चली जाती है, जिसके परिणामस्वरूप आउटपुट कैपेसिटर का निर्वहन होता है और इससे भी अधिक स्विचिंग नुकसान.

पीएफएम मोड ऑपरेशन स्विचिंग आवृत्ति को कम करने की अनुमति देता है और एक नियंत्रण विधि के लिए जो प्रारंभ प्रेरित्र को हल्के भार के दौरान शून्य से नीचे गिरने से रोकता है। प्रारंभ प्रेरित्र के लिए अलग-अलग चौड़ाई के वर्ग दालों को लागू करने के बजाय, एक निश्चित 50% कर्तव्य चक्र के साथ वर्ग पल्स ट्रेनों का उपयोग प्रारंभ प्रेरित्र को एक पूर्वनिर्धारित वर्तमान सीमा तक चार्ज करने के लिए किया जाता है, फिर प्रारंभ प्रेरित्र को चालू करता है, लेकिन नीचे नहीं, शून्य। आउटपुट फ़िल्टर कैपेसिटर की सहायता से वांछित आउटपुट वोल्टेज का उत्पादन करने के लिए इन पल्स ट्रेनों की आवृत्ति भिन्न होती है।

यह कई स्विचिंग लॉस सेविंग के लिए अनुमति देता है। प्रारंभ प्रेरित्र को पीक करंट का ज्ञात स्तर दिया जाता है, जिसे अगर संतृप्ति करंट के संबंध में सावधानी से चुना जाए, तो इसके चुंबकीय कोर में स्विचिंग लॉस कम हो सकता है। चूँकि प्रारंभ प्रेरित्र धारा को शून्य से नीचे गिरने की अनुमति नहीं है, आउटपुट फ़िल्टर कैपेसिटर को डिस्चार्ज नहीं किया जाता है और उचित आउटपुट वोल्टेज को बनाए रखने के लिए प्रत्येक स्विचिंग चक्र के साथ रिचार्ज नहीं करना पड़ता है।

यह सब आउटपुट वोल्टेज और करंट रिपल की कीमत पर किया जाता है, जो स्विचिंग फ्रीक्वेंसी में कमी और पल्स ट्रेनों के बीच के अंतर के परिणामस्वरूप बढ़ता है।

यह भी देखें

• पल्स-आयाम मॉडुलन
• पल्स कोड मॉडुलेशन
• पल्स-घनत्व मॉड्यूलेशन
• पल्स-पोजिशन मॉड्यूलेशन
• दर कोडिंग , लिविंग सिस्टम में पल्स-फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन

संदर्भ

• Lenk, John D. (1999). "Circuit Troubleshooting Handbook" p242. McGraw-Hill, New York

बाहरी संबंध

• Determining Buck Converter Efficiency in PFM Mode
• Pulse Frequency Modulation in Google Patents
• Introduction to Buck Converters: Understanding Mode Transitions: Contains a video with a nice description of PFM in the buck converter application.