Modulacion por impulsos codificados

Modulación por impulsos codificados
La modulación por impulsos codificados (MIC o PCM por sus siglas inglesas de Pulse Code Modulation) es un procedimiento de modulación utilizado para transformar una señal analógica en una secuencia de bits (señal digital), este método ha sido inventado por Alec Reeves en 1937. Una trama o stream PCM es una representación digital de una señal analógica en dondela magnitud de la onda análogica es tomada en intervalos uniformes (muestras), cada muestra puede tomar un conjunto finito de valores, los cuales se encuentra codificados.
Modulación
Introducción

Muestreo y cuantificación de una onda senoidal (roja) en código PCM de 4-bits
En la figura de la derecha observamos que una onda senoidal está siendo muestreada y cuantificada en PCM. Se toman lasmuestras a intervalos de tiempo regulares (mostrados como segmentos sobre el eje X). De cada muestra existen una serie de posibles valores (marcas sobre el eje Y). A través del proceso de muestreo la onda se transforma en código binario (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 elementosque 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 un sistema 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 sistemaMIC
Las funciones de las distintas etapas de las que consta el sistema se detallan a continuación.
Muestreo
Artículo principal: Muestreo digital
Consiste en tomar muestras (medidas) del valor de la señal n veces por segundo, con lo que tendrán 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, o, lo que es lo mismo, una muestra cada 125 μseg. Esto es así porque, de acuerdo con el teorema de muestreo, si se toman muestras de una señal eléctrica continua a intervalos regulares y con una frecuencia doble a la frecuencia máxima que se quiera muestrear, dichasmuestras contendrán toda la información necesaria para reconstruir la señal original.
Como en este caso tenemos una frecuencia de muestreo de 8 kHz (período 125 μseg), sería posible transmitir hasta 4 kHz, suficiente por tanto para el canal telefónico de voz, donde la frecuencia más alta transmitida es de 3,4 kHz.
El tiempo de separación entre muestras (125 μseg) podría ser destinado al muestreo deotros canales mediante el procedimiento de multiplexación por división de tiempo (TDM).
Cuantificación
Artículo principal: Cuantificación digital
Por eso en la cuantificación se asigna un determinado valor discreto a cada uno de los niveles de tensión obtenidos en el muestreo. Como las muestras pueden tener un infinito número de valores en la gama de intensidad de la voz, gama que en un canaltelefónico es de aproximadamente 60 dB, o, lo que es lo mismo, una relación de tensión de 1000:1, con el fin de simplificar el proceso, lo que se hace es aproximar al valor más cercano de una serie de valores predeterminados.
Codificación
Artículo principal: Codificación digital
En la codificación, a cada nivel de cuantificación se le asigna un código binario distinto, con lo cual ya tenemos laseñal 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 4KHz se convierte en una señal digital de 1024 Kbps. En telefonía pública se suele utilizar transmisión plesiócrona, donde, si se usa un E1, podrían intercalarse otras 31 señales adicionales. Se transmiten, así, 32x64000...