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Digitalización de la señal de voz

2. MODULACION POR IMPULSOS CODIFICADOS PCM 2.1 Introducción

La tecnología digital ha sido usada durante mucho tiempo en el campo de las telecomunicaciones. El primer telégrafo eléctrico conocido fue propuesto ya para mediados del siglo dieciocho. Los mensajes enviados por el telégrafo son todos digitales, codificados en distintos códigos, por ejemplo, elcódigo Morse. Muchos otros códigos digitales ahora usados en, por ejemplo, en el área de las computadoras, fueron sugeridos por los primeros trabajadores de la telegrafía. Las señales digitales también han sido usadas en la telefonía, pero sólo para la señalización. Un ejemplo típico es la secuencia de impulsos de discado proveniente del aparato del abonado cuando se disca un número. Lo que es nuevo,y lo que forma el tema de este capítulo, sin embargo, es el uso de señales digitales para la transmisión de conversación en la red telefónica. 2.2 MIC - PCM MIC (PCM) significa Modulación por Impulsos Codificados y puede describirse como un método para transferir la información analógica a la forma digital. La conversión de la señal analógica en una digital se basa en tres principiosfundamentales: el muestreo, la cuantificación y la codificación. De acuerdo con la teoría de la información, la transmisión de la información de una señal no necesita la transmisión de la señal entera. Es suficiente transmitir muestras tomadas a, por lo menos, el doble de la frecuencia más alta de la señal. Esto según el teorema del muestreo. Las muestras tomadas de una señal de frecuencia vocal (VF) tienenuna gama continua de amplitudes. El siguiente paso es dividir esta gama de amplitudes en una cantidad limitada de
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Christian Bravo C.

Digitalización voz

de

la

señal

de

intervalos. A todas las muestras cuyas amplitudes caen dentro de un cierto intervalo se les asigna el mismo valor. Este principio se conoce como cuantificación. La distorsión que se produce en laseñal se denomina "distorsión de cuantificación". Finalmente las muestras se codifican en un código adecuado. La figura 2.0 resume el concepto PCM.

Fig. 2.0

Modulación por Impulsos Codificados

2.3 Muestreo
ING. Sr. Christian Bravo C. Asig: Telefonía I

Digitalización voz

de

la

señal

de

En

el

significado

eléctrico

práctico,

muestrear

es

tomar

valoresinstantáneos de la señal analógica a intervalos de tiempo iguales según muestra la figura 2.1. La pregunta inmediata que resulta es, ¿Cuál deberá ser la velocidad de muestreo, es decir, la cantidad de muestras por segundo de modo que no se vea afectada la información contenida en la señal? La respuesta a esa pregunta está dada por el Teorema del Muestreo. De acuerdo al teorema del muestreo, laseñal original puede ser reproducida siempre y cuando la velocidad del muestreo se realice a lo menos al doble de la velocidad con que varía la señal original, es decir de la frecuencia máxima de la señal. Las señales de voz de telefonía están limitadas a la banda de 0,3 3,4 KHz., luego para reconstruir la señal original a partir de una señal muestreada, ésta debió haberse muestreado a 6,8 KHz.mínimo. En la práctica, debido a ciertas características de los filtros usados para la especificación de banda, 8 Khz. es usado como frecuencia de muestreo. El intervalo de tiempo de muestreo es 125 microsegundos.

ING. Sr. Christian Bravo C. Asig: Telefonía I

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Fig. 2.1

Diagrama conceptual del teorema del muestreo

El teorema de muestreogarantiza reciprocidad entre la señal análoga y el tren de pulsos PAM sólo cuando las siguientes condiciones son satisfechas: a) La señal de entrada no contiene componentes de frecuencia mayores que la frecuencia máxima f0 (3,4 Khz. en caso de las b) c) señales telefónicas). El pulso usado para el muestreo es un impulso con ancho 0 y amplitud infinita.

Un filtro pasabajo ideal es usado en el...
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