Modulación PCM
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Publicado: 29 de enero de 2014
La modulación por impulsos codificados (MIC o PCM por sus siglas inglesas de Pulse Code Modulation) es un procedimiento de modulaciónutilizado para transformar una señal analógica en una secuencia de bits (señal digital), este método fue inventado por Alec Reeves en 1937. Una trama o stream PCM es una representación digital de una señal analógica en donde la magnitud de la onda analógica estomada en intervalos uniformes (muestras), cada muestra puede tomar un conjunto finito de valores, los cuales se encuentran codificados. Los flujos (streaming) PCM tienen dos propiedades básicas que determinan su fidelidad a la señal analógica original: la frecuencia de muestreo, es decir, el número de veces por segundo que se tomen las muestras; y la profundidad de bit1 , que determina el número deposibles valores digitales que puede tomar cada muestra.
INTRODUCCION.
En la figura de la derecha observamos que una onda senoidal está siendo muestreada y cuantificada en PCM. Se toman las muestras a intervalos de tiempo regulares (mostrados como segmentos sobre el eje X). De cada muestra existen una serie de posibles valores. A través del proceso de muestreo la onda se transforma en códigobinario (representado por la altura de las barras grises), el cual puede ser fácilmente manipulado y almacenado.
En la Figura 1 se muestra la disposición de los elementos que componen un sistema que utiliza la modulación por impulsos codificados. Por razones de simplificación, sólo se representan los elementos para la transmisión de tres canales.
Figura 1.- Disposición de elementos en unsistema MIC
En la Figura 2 tenemos las formas de onda en distintos puntos del sistema anteriormente representado
Figura 2.- Formas de onda en diversos puntos de un sistema MIC
Las funciones de las distintas etapas de las que consta el sistema se detallan a continuación.
MUESTREO.
Consiste tomar muestras (medidas) del valor de la señal n veces por segundo, con lo quetendrán n niveles de tensión en un segundo.
Así, cuando en el sistema de la Figura 1 aplicamos en las entradas de canal las señales (a), (b) y (c) (Figura 2), después del muestreo obtenemos la forma de onda.
Para un canal telefónico de voz es suficiente tomar 8.000 muestras por segundo, es decir, una muestra cada 125 μs. Esto es así porque, de acuerdo con el teorema de muestreo, si se toman muestras de unaseñal eléctrica continua a intervalos regulares y con una frecuencia doble a la frecuencia máxima que se quiera muestrear, dichas muestras contendrán toda la información necesaria para reconstruir la señal original.
Como en este caso tenemos una frecuencia de muestreo de 8 kHz (período 125 μs), sería posible transmitir hasta 4 kHz, suficiente por tanto para el canal telefónico de voz, donde lafrecuencia más alta transmitida es de 3,4 kHz.
El tiempo de separación entre muestras (125 μs) podría ser destinado al muestreo de otros canales mediante el procedimiento de multiplexación por división de tiempo (TDM).
Codificación·
En la codificación, 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.La forma de una onda sería la indicada como (f) en la Figura 2.F
En telefonía, la señal analógica vocal con un ancho de banda de 4 Khz se convierte en una señal digital de 64 kbit/s. En telefonía pública se suele utilizar transmisión plesiócrona, donde, si se usa un E1, podrían intercalarse otras 29 señales adicionales. Se transmiten, así, 32x64000 bit/s = 2.048.000 bit/s (30 canales para señalesde voz, uno para señalización y otro para sincronismo).
Recuperación de la señal analógica.
En la recuperación se realiza un proceso inverso, con lo que la señal que se recompone se parecerá mucho a las originales (a), (b) y (c), si bien durante el proceso de cuantificación, debido al redondeo de las muestras a los valores cuánticos, se produce una distorsión conocida como ruido de...
La modulación por impulsos codificados (MIC o PCM por sus siglas inglesas de Pulse Code Modulation) es un procedimiento de modulaciónutilizado para transformar una señal analógica en una secuencia de bits (señal digital), este método fue inventado por Alec Reeves en 1937. Una trama o stream PCM es una representación digital de una señal analógica en donde la magnitud de la onda analógica estomada en intervalos uniformes (muestras), cada muestra puede tomar un conjunto finito de valores, los cuales se encuentran codificados. Los flujos (streaming) PCM tienen dos propiedades básicas que determinan su fidelidad a la señal analógica original: la frecuencia de muestreo, es decir, el número de veces por segundo que se tomen las muestras; y la profundidad de bit1 , que determina el número deposibles valores digitales que puede tomar cada muestra.
INTRODUCCION.
En la figura de la derecha observamos que una onda senoidal está siendo muestreada y cuantificada en PCM. Se toman las muestras a intervalos de tiempo regulares (mostrados como segmentos sobre el eje X). De cada muestra existen una serie de posibles valores. A través del proceso de muestreo la onda se transforma en códigobinario (representado por la altura de las barras grises), el cual puede ser fácilmente manipulado y almacenado.
En la Figura 1 se muestra la disposición de los elementos que componen un sistema que utiliza la modulación por impulsos codificados. Por razones de simplificación, sólo se representan los elementos para la transmisión de tres canales.
Figura 1.- Disposición de elementos en unsistema MIC
En la Figura 2 tenemos las formas de onda en distintos puntos del sistema anteriormente representado
Figura 2.- Formas de onda en diversos puntos de un sistema MIC
Las funciones de las distintas etapas de las que consta el sistema se detallan a continuación.
MUESTREO.
Consiste tomar muestras (medidas) del valor de la señal n veces por segundo, con lo quetendrán n niveles de tensión en un segundo.
Así, cuando en el sistema de la Figura 1 aplicamos en las entradas de canal las señales (a), (b) y (c) (Figura 2), después del muestreo obtenemos la forma de onda.
Para un canal telefónico de voz es suficiente tomar 8.000 muestras por segundo, es decir, una muestra cada 125 μs. Esto es así porque, de acuerdo con el teorema de muestreo, si se toman muestras de unaseñal eléctrica continua a intervalos regulares y con una frecuencia doble a la frecuencia máxima que se quiera muestrear, dichas muestras contendrán toda la información necesaria para reconstruir la señal original.
Como en este caso tenemos una frecuencia de muestreo de 8 kHz (período 125 μs), sería posible transmitir hasta 4 kHz, suficiente por tanto para el canal telefónico de voz, donde lafrecuencia más alta transmitida es de 3,4 kHz.
El tiempo de separación entre muestras (125 μs) podría ser destinado al muestreo de otros canales mediante el procedimiento de multiplexación por división de tiempo (TDM).
Codificación·
En la codificación, 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.La forma de una onda sería la indicada como (f) en la Figura 2.F
En telefonía, la señal analógica vocal con un ancho de banda de 4 Khz se convierte en una señal digital de 64 kbit/s. En telefonía pública se suele utilizar transmisión plesiócrona, donde, si se usa un E1, podrían intercalarse otras 29 señales adicionales. Se transmiten, así, 32x64000 bit/s = 2.048.000 bit/s (30 canales para señalesde voz, uno para señalización y otro para sincronismo).
Recuperación de la señal analógica.
En la recuperación se realiza un proceso inverso, con lo que la señal que se recompone se parecerá mucho a las originales (a), (b) y (c), si bien durante el proceso de cuantificación, debido al redondeo de las muestras a los valores cuánticos, se produce una distorsión conocida como ruido de...
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