Voir la source de Modulation d'impulsions en amplitude

[[Fichier:PAM_neutral.svg|vignette| Principe du PAM : (1) signal original, (2) signal PAM, (a) amplitude du signal, (b) temps ]]
La '''modulation d'impulsions en amplitude''' (PAM, pour l'[[anglais]] ''pulse-amplitude modulation'') est une forme de [[Modulation du signal|modulation]] du signal dans laquelle l'information est codée selon l'[[amplitude]] d'une série d'impulsions de signal. C'est un schéma de modulation d'impulsions analogiques dans lequel les amplitudes d'un train d'impulsions de porteuse sont modifiées en fonction de la valeur d'échantillon du signal de message. La démodulation est effectuée en détectant le niveau d'amplitude de la porteuse à chaque période.

== Types ==
Il existe deux types de modulation d'impulsions en amplitude :
* PAM à polarité unique : dans ce cas, une polarisation continue fixe appropriée est ajoutée au signal afin de garantir que toutes les impulsions sont positives ;
* PAM à double polarité : les impulsions sont à la fois positives et négatives.

La modulation d'impulsions en amplitude est largement utilisée pour [[Modulation du signal|moduler]] la transmission de signaux de données numériques, les applications hors [[bande de base]] ayant été largement remplacées par la [[Modulation par impulsions et codage|modulation d'impulsions codées]] (PCM) et, plus récemment, par la [[modulation d'impulsions en position]] (PPM).

En particulier, tous les [[modem]]s téléphoniques d'une vitesse supérieure à 300 bit/s utilisent [[Modulation d'amplitude en quadrature|la modulation d'amplitude en quadrature]] (QAM). Cette modulation QAM utilise une [[Diagramme de constellation|constellation]] à deux dimensions.

Le nombre d'amplitudes d'impulsion possibles dans une modulation PAM analogique est théoriquement infini. La modulation PAM digitale réduit le nombre d'amplitudes d'impulsions à une [[puissance de deux]]. Par exemple, dans une modulation PAM à 4 niveaux, il y a <math>2^2</math> amplitudes d'impulsion discrètes possibles; pour une modulation PAM à 8 niveaux, il y a <math>2^3</math> amplitudes d'impulsion discrètes possibles; et pour une modulation PAM à 16 niveaux, il y a <math>2^4</math> amplitudes d'impulsion discrètes possibles.

== Usages ==

=== Ethernet ===
Certaines versions de la norme de communication [[Ethernet]] constituent un exemple d'utilisation de PAM. En particulier, les normes [[Fast Ethernet|100BASE-T4]] et {{Lien|BroadR-Reach}} utilisent une modulation PAM à trois niveaux (PAM-3), le Gigabit Ethernet [[Gigabit Ethernet|1000BASE-T]] utilise une modulation PAM-5 à cinq niveaux{{Efn|La première utilisation de PAM-5 dans Ethernet fut dans {{Lien|100BASE-T2}}. Bien que peu adoptée, la technologie développée pour 100BASE-T2 fut ensuite utilisée dans la norme très répandue 1000BASE-T Gigabit Ethernet.}} et le 10 Gigabit Ethernet [[10 Gigabit Ethernet|10GBASE-T]] utilise une version ''Tomlinson-Harashima Precoded'' (THP) de la modulation d'impulsions en amplitude à 16 niveaux discrets (PAM-16), codée selon un schéma en damier bidimensionnel appelé DSQ128. {{Lien|25 Gigabit Ethernet}} et certaines variantes ''cuivre'' [[IEEE 802.3ba|100 Gigabit Ethernet]] et 200 Gigabit Ethernet utilisent la modulation PAM-4.

=== USB ===
L'[[USB4]] Version 2.0 utilise la modulation PAM-3 pour l'USB4 80 Gbps (USB4 Gen 4×2) et l'USB4 120 Gbps (USB4 Gen 4 Asymmetric) transmettant 3 bits en 2 cycles d'horloge<ref>{{Lien web |nom=GraniteRiverLabs |prénom=Team |date=2023-01-17 |titre=Welcome to the 80Gpbs Ultra-High Speed Era of USB4 {{!}} GraniteRiverLabs Taiwan |url=https://www.graniteriverlabs.com/en-us/technical-blog/usb4-80-cio80 |archive-url=https://web.archive.org/web/20230221162539/https://www.graniteriverlabs.com/en-us/technical-blog/usb4-80-cio80 |archive-date=2023-02-21 |consulté le=2023-02-21 |site=www.graniteriverlabs.com |langue=en-us}}</ref>. [[Thunderbolt (interface)|Thunderbolt 5]] est prévu pour la même [[couche physique|conception matérielle]]<ref>{{Lien web |author1=Ian Cutress |date=2021-08-01 |titre=Intel Executive Posts Thunderbolt 5 Photo then Deletes It: 80 Gbps and PAM-3 |url=https://www.anandtech.com/show/16858/intel-executive-posts-thunderbolt-5-photo-80-gbps-and-pam3-then-deletes-it |site=AnandTech |langue=en}}</ref>.

=== GDDR6X ===
La mémoire [[GDDR6|GDDR6X]], développée par Micron<ref name="ref_auto_1">{{Lien web |langue=en| titre=Doubling I/O Performance with PAM4 - Micron Innovates GDDR6X to Accelerate Graphics Memory |url=https://media-www.micron.com/-/media/client/global/documents/products/technical-marketing-brief/gddr6x_pam4_2x_speed_tech_brief |site=Micron |consulté le=11 September 2020}}</ref> et Nvidia est utilisée pour la première fois dans les cartes graphiques [[GeForce#GeForce 30 Series|Nvidia RTX 3080 et 3090]] et utilise le codage PAM-4 pour transmettre 2 bits par cycle d'horloge sans avoir à utiliser des fréquences plus élevées ou [[Architecture de mémoire à multiples canaux|deux canaux]] avec les émetteurs et récepteurs associés, ce qui peut accroître la consommation de puissance et de place ainsi que le coût. Des fréquences plus élevées nécessitent une plus grande bande passante, ce qui devient un problème significatif au-delà de 28 GHz lorsqu'on essaie de transmettre sur des conducteurs en cuivre. Le codage PAM-4 est plus coûteux à implémenter que le codage plus ancien NRZ (Non Return to Zero, PAM-2), en partie parce qu'il utilise plus de place sur les circuits intégrés et qu'il est plus sujet à des problèmes de SNR ([[rapport signal sur bruit]])<ref name="Micron Spills on GDDR6X: PAM4 Signaling For Higher Rates, Coming to NVIDIA's RTX 3090">{{Lien web|langue=en|url=https://www.anandtech.com/show/15978/micron-spills-on-gddr6x-pam4-signaling-for-higher-rates-coming-to-nvidias-rtx-3090|titre=Micron Spills on GDDR6X: PAM4 Signaling For Higher Rates, Coming to NVIDIA's RTX 3090|prénom=Ryan|nom=Smith|site=AnandTech.com}}</ref>{{,}}<ref name="EDN - The fundamentals of PAM4">{{Lien web|langue=en|url=https://www.edn.com/the-fundamentals-of-pam4/|titre=EDN - The fundamentals of PAM4|prénom=David|nom=Maliniak|date=14 janvier 2016}}</ref>.

=== GDDR7 ===
La mémoire [[GDDR7]] utilisera le codage PAM-3 pour atteindre des débits de 36 Gbps/broche. Le plus haut débit de [[transmission de données]] par cycle comparé au codage [[Non Return to Zero|NRZ/PAM-2]] utilisé dans les [[GDDR6]] et les générations précédentes améliore l'efficacité énergétique et l'intégrité du signal<ref name="Cadence Delivers Technical Details on GDDR7: 36 Gbps with PAM3 Encoding">{{Lien web |auteur1=Anton Shilov |titre=Cadence Delivers Technical Details on GDDR7: 36 Gbps with PAM3 Encoding |url=https://www.anandtech.com/show/18759/cadence-derlivers-tech-details-on-gddr7-36gbps-pam3-encoding |site=AnandTech |langue=en |date=2023-03-08}}</ref>.

=== PCI Express ===
[[PCI Express|PCI Express 6.0]] a introduit l'usage de PAM-4<ref name="PCI Express Bandwidth to Be Doubled Again: PCIe 6.0 Announced, Spec to Land in 2021">{{Lien web|langue=en| url=https://www.anandtech.com/show/14559/pci-express-bandwidth-to-be-doubled-again-pcie-60-announced-spec-to-land-in-2021|titre=PCI Express Bandwidth to Be Doubled Again: PCIe 6.0 Announced, Spec to Land in 2021|prénom=Ryan|nom=Smith|site=www.anandtech.com}}</ref>.

=== Photobiologie ===
Le concept est également utilisé pour l'étude de la [[photosynthèse]] à l' aide d'un instrument spécialisé impliquant une mesure [[Spectroscopie de fluorescence|spectrofluorométrique]] de la cinétique d'élévation et de décroissance de la fluorescence dans l'antenne [[Thylakoïde|collectrice]] de lumière des membranes [[Thylakoïde|thylacoïdiennes]], interrogeant ainsi divers aspects de l'état des photosystèmes sous différentes conditions environnementales<ref>{{Ouvrage|langue=en|prénom1=Ulrich|nom1=Schreiber|titre=Chlorophyll a Fluorescence|volume=19|lieu=Dordrecht|éditeur=Springer Netherlands|collection=Advances in Photosynthesis and Respiration|année=2004|pages totales=279–319|isbn=978-1-4020-3217-2|doi=10.1007/978-1-4020-3218-9_11|lire en ligne=https://books.google.com/books?id=E4L79vljftEC&printsec=frontcover|titre chapitre=Pulse-Amplitude-Modulation (PAM) Fluorometry and Saturation Pulse Method: An Overview}}</ref>.

=== Pilotes électroniques pour l'éclairage LED ===
La modulation d'amplitude d'impulsion a également été développée pour le contrôle des [[Diode électroluminescente|diodes électroluminescentes]] (DEL), en particulier pour les applications d'éclairage<ref>Tim Whitaker, ''[http://www.ledsmagazine.com/articles/2006/01/closed-loop-electronic-controllers-drive-led-systems.html Closed-loop electronic controllers drive LED systems''], ''[http://led.chevalierj.info LED Lights Magazine]'', janvier 2006.</ref>. Les drivers de LED basés sur la technique PAM offrent une efficacité énergétique améliorée par rapport aux systèmes basés sur d’autres techniques de modulation de driver courantes telles que la [[Modulation de largeur d'impulsion|modulation de largeur d’impulsion]] (PWM), le courant direct traversant une LED étant relatif à l’intensité de la sortie lumineuse, l'efficacité de la LED augmente lorsque le courant direct est réduit.

Les drivers de LED à modulation d'amplitude d'impulsion sont capables de synchroniser des impulsions sur plusieurs canaux de LED pour permettre une correspondance parfaite des couleurs. En raison de la nature inhérente de la modulation PAM associée à la vitesse de commutation rapide des LED, il est possible d'utiliser l'éclairage à LED comme moyen de transmission de données sans fil à haute vitesse.

=== Télévision numérique ===
Les normes du [[Advanced Television Systems Committee|Comité nord-américain sur les systèmes de télévision avancés]] pour la [[télévision numérique]] utilisent une forme de modulation PAM pour diffuser les données constituant le signal de télévision. Ce système, appelé {{Lien|8VSB}}, est basé sur une modulation PAM à huit niveaux<ref>{{Lien web |langue=en|nom1=Sparano |prénom1=David |titre=What exactly is 8-VSB anyway? |url=http://www.arrl.org/files/file/Technology/TV_Channels/8_Bit_VSB.pdf |année=1997 |consulté le=8 Nov 2012 }}</ref>. Il utilise un traitement supplémentaire pour supprimer une [[Bande latérale unique|bande latérale]] et ainsi utiliser plus efficacement une [[bande passante]] limitée. En utilisant un seul canal de 6 MHz, tel que défini dans la précédente norme analogique [[National Television System Committee|NTSC]], 8VSB est capable de transmettre 32 Mbit/s. Après avoir pris en compte les codes de correction d'erreur et autres surcharges liées au protocole, le débit de données utiles dans le signal est de 19,39 Mbit/s.

== Notes et références ==
=== Notes ===
{{Notes}}

=== Références ===
{{Références}}

== Voir aussi ==
=== Articles connexes ===
* {{Lien|8VSB}} 
* [[Modulation par déplacement d'amplitude]] 
* [[CSMA|Accès multiple avec surveillance de porteuse]] 
* [[Modulation par impulsions et codage]] (PCM)
* [[Modulation d'impulsions en position]] 
* [[Modulation de largeur d'impulsion]] 
* [[Modulation d'amplitude en quadrature]] (QAM)

=== Liens externes ===
{{Liens}}

{{Palette|Mode de modulation}}
{{Portail|physique|télécommunications}}

[[Catégorie:Codage en ligne]]
[[Catégorie:Modulation du signal]]