Comunicaciones Digitales
Páginas: 6 (1345 palabras)
Publicado: 13 de marzo de 2013
Informe 3
[Modulación de Pulsos Codificados(PCM)]
En el siguiente informe se mostrará el proceso de generación de las señales PCM (Modulación de impulsos codificados) y DPCM (Modulación diferencial de impulsos codificados) tanto en un cuantizador lineal como en un cuantizador logarítmico, además de observar su comportamiento en el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia.Finalmente se analizaran las diferencias entre estas señales.
Palabras clave- Muestreo, PAM, Cuantificación, Codificació, Portadora, Moduladora.
Introducción
La modulación por impulsos codificados (PCM) es un proceso de modulación utilizado para digitalizar una señal analógica, este método fue inventado en 1937 por Alec Reeves. Una trama o stream PCM es una representación digital de una señalanalógica en donde la magnitud de la onda analógica es tomada en intervalos uniformes (muestras), cada muestra puede tomar un conjunto finito de valores, los cuales se encuentran codificados. [1]
Para obtener la señal PCM, la onda analógica debe pasar por tres procesos, el primero es el muestreo (Señal PAM), que es la multiplicación de la señal análoga y un tren de pulsos que cumple con elteorema de muestreo donde Fs>=2Fm. Para un canal telefónico de voz la frecuencia de muestreo es Fs=8KHz, como la frecuencia mas alta de la voz, que es la señal analógica, es Fm=3.4KHz, con Fm=8KHz se obtienen muestras mas que suficientes para reconstruir la señal original.
El segundo proceso es la cuantificación, este se encarga de dar valores finitos a los infinitos valores que pueden tomar lasmuestras obtenidas del proceso anterior. Este proceso, que también se denomina discretización de valores, siempre da lugar a errores llamados error de cuantificación. La sumatoria de todos los errores se llama ruido de cuantificación. Como esta asignación de valores finitos se da de acuerdo a unos niveles que se determinan por la ecuación 2n donde n es la cantidad bits con la que se deseacodificar, la magnitud y el número de estos niveles de cuantificación juegan un papel decisivo. Los intervalos de cuantificación pueden ser pasos discretos equidistantes (cuantificación lineal) o logarítmicos (cuantificación no lineal). La cuantificación se torna más precisa al aumentar el número de niveles, pero esto también implica mayores costos. Para un canal telefónico, esta establecida lacodificación con 8 bits, por lo que hay 256 niveles de cuantización y la frecuencia de la señal PCM es de 64KHZ=8bits*8KHz. [2]
El último proceso es la codificación, donde a cada nivel de cuantificación se le asigna un código binario distinto, con lo cual ya tenemos la señal codificada y lista para ser transmitida.
Su funcionamiento es exactamente igual que el de un sistema PCM, solo que con menosbit por muestra. En DPCM la diferencia en amplitud de las muestras sucesivas es la que se transmite y no la muestra real. Como estas diferencias son de magnitud más pequeña que la muestra real, se requieren menos bits para la señal DPCM.
Figura 0. Proceso para generar señal PCM [2]
DESARROLLO
Inicialmente se conectaron el generador de señales, la fuente de voltaje, módulo PAM y elmodulador y el demodulador PCM. Haciendo uso de estos, el software cassylab, el osciloscopio y el software Matlab se realizaron 4 actividades diferentes, que permitieron observar el proceso que tiene una señal de información para ser modulada y demodulada, a través PCM, tanto de forma real (con equipos) como de forma ideal (simulación). Para el desarrollo de todos los puntos de la practica se definióFm=2,5KHz y Am=6Vpp.
Señal de información
Señal de información
Figura 1. Señal de información
A continuación de describirá cada una de estas actividades:
* Actividad 1
La señal de información fue pasada por el modulador PAM de este modo se obtuvo la señal muestreada. Esta se puede observar en la gráfica 2.
Señal PAM techo plano
Señal PAM techo plano
Figura 2. Señal PAM...
[Modulación de Pulsos Codificados(PCM)]
En el siguiente informe se mostrará el proceso de generación de las señales PCM (Modulación de impulsos codificados) y DPCM (Modulación diferencial de impulsos codificados) tanto en un cuantizador lineal como en un cuantizador logarítmico, además de observar su comportamiento en el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia.Finalmente se analizaran las diferencias entre estas señales.
Palabras clave- Muestreo, PAM, Cuantificación, Codificació, Portadora, Moduladora.
Introducción
La modulación por impulsos codificados (PCM) es un proceso de modulación utilizado para digitalizar una señal analógica, este método fue inventado en 1937 por Alec Reeves. Una trama o stream PCM es una representación digital de una señalanalógica en donde la magnitud de la onda analógica es tomada en intervalos uniformes (muestras), cada muestra puede tomar un conjunto finito de valores, los cuales se encuentran codificados. [1]
Para obtener la señal PCM, la onda analógica debe pasar por tres procesos, el primero es el muestreo (Señal PAM), que es la multiplicación de la señal análoga y un tren de pulsos que cumple con elteorema de muestreo donde Fs>=2Fm. Para un canal telefónico de voz la frecuencia de muestreo es Fs=8KHz, como la frecuencia mas alta de la voz, que es la señal analógica, es Fm=3.4KHz, con Fm=8KHz se obtienen muestras mas que suficientes para reconstruir la señal original.
El segundo proceso es la cuantificación, este se encarga de dar valores finitos a los infinitos valores que pueden tomar lasmuestras obtenidas del proceso anterior. Este proceso, que también se denomina discretización de valores, siempre da lugar a errores llamados error de cuantificación. La sumatoria de todos los errores se llama ruido de cuantificación. Como esta asignación de valores finitos se da de acuerdo a unos niveles que se determinan por la ecuación 2n donde n es la cantidad bits con la que se deseacodificar, la magnitud y el número de estos niveles de cuantificación juegan un papel decisivo. Los intervalos de cuantificación pueden ser pasos discretos equidistantes (cuantificación lineal) o logarítmicos (cuantificación no lineal). La cuantificación se torna más precisa al aumentar el número de niveles, pero esto también implica mayores costos. Para un canal telefónico, esta establecida lacodificación con 8 bits, por lo que hay 256 niveles de cuantización y la frecuencia de la señal PCM es de 64KHZ=8bits*8KHz. [2]
El último proceso es la codificación, donde a cada nivel de cuantificación se le asigna un código binario distinto, con lo cual ya tenemos la señal codificada y lista para ser transmitida.
Su funcionamiento es exactamente igual que el de un sistema PCM, solo que con menosbit por muestra. En DPCM la diferencia en amplitud de las muestras sucesivas es la que se transmite y no la muestra real. Como estas diferencias son de magnitud más pequeña que la muestra real, se requieren menos bits para la señal DPCM.
Figura 0. Proceso para generar señal PCM [2]
DESARROLLO
Inicialmente se conectaron el generador de señales, la fuente de voltaje, módulo PAM y elmodulador y el demodulador PCM. Haciendo uso de estos, el software cassylab, el osciloscopio y el software Matlab se realizaron 4 actividades diferentes, que permitieron observar el proceso que tiene una señal de información para ser modulada y demodulada, a través PCM, tanto de forma real (con equipos) como de forma ideal (simulación). Para el desarrollo de todos los puntos de la practica se definióFm=2,5KHz y Am=6Vpp.
Señal de información
Señal de información
Figura 1. Señal de información
A continuación de describirá cada una de estas actividades:
* Actividad 1
La señal de información fue pasada por el modulador PAM de este modo se obtuvo la señal muestreada. Esta se puede observar en la gráfica 2.
Señal PAM techo plano
Señal PAM techo plano
Figura 2. Señal PAM...
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