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Páginas: 8 (1969 palabras)
Publicado: 22 de noviembre de 2010
DIGITALIZACIÓN DE SEÑAL ANALÓGICA PCM Contenido
1.1.2.2. 23.3.4.4.5.5.6.6.7.7.Codificación analógica y digital. Modulación M d l ió por codificación de pulsos. difi ió d l Muestreo. Cuantificación. Codificación. Recuperación de señal original. Resumen codificación de voz.
Objetivo.Objetivo.-
Al finalizar, el lector será capaz de describir la modulación analógica de pulsos. Describir lamodulación PCM y calcular el número d niveles d cuantificación, l tasa d bi y el l l l ú de i l de ifi ió la de bits l intervalo dinámico para sistemas PCM.
Última modificación: 21 de septiembre de 2010
www.coimbraweb.com
Tema 2 de: COMUNICACIONES DIGITALES Edison Coimbra G.
1
1.1.- Codificación analógica y digital
La mayoría de los sistemas electrónicos construidos procesan señalesdigitales, pero el mundo físico (real) es fundamentalmente analógico. La mayoría de los fenómenos físicos están asociados a señales continuas: sonido, temperatura, radiación, humedad, velocidad del viento, etc.
Fenómeno físico Transductores Acondicionador de señal Conversor A/D Computador
En consecuencia, un sistema digital, muy a menudo, debe tratar con señales analógicas en su punto de contactocon el mundo exterior (sus entradas). La tendencia hoy en día es convertir las señales analógicas a digitales para procesarlas digitalmente y/o t di it l t / transmitirlas di it l iti l digitalmente. L té i más h bit l para di it li t La técnica á habitual digitalizar una señal analógica es la modulación por codificación de pulsos PCM (Alee Reeves, 1937).
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2
2.2.-Modulación por codificación de pulsos PCM
Un codificador PCM tiene 3 procesos procesos.
2
Cuantificación. Paralelo al muestreo se realiza la cuantificación: medir el valor de la señal y asignarle un determinado valor discreto en una escala de valores posibles. Ej.: en telefonía 256 niveles.
3
Codificación. A cada valor (muestra) se le asigna un código binario. Ej.: para 256 niveles seprecisan 8 bits.
1
Muestreo. Muestreo Se toman muestras de la señal a intervalos de tiempo constantes. Ej.: 8.000 muestras por segundo (8 kHz).
Estos números binarios se convierten a señales digitales (codificación de línea) para su transmisión en serie. Ej.: se produce un flujo de 64 kbps.
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3
Ejemplo de PCM
Señal analógica digitalizada con una frecuencia de muestreof, con 16 niveles de cuantificación y una codificación de 4 bits por muestra.
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4
3.3.- Muestreo
Teorema de Nyquist
Para transmitir una señal de frecuencia f a través de una línea no se necesita enviar la línea, señal completa; es suficiente enviar muestras de la señal tomadas a una frecuencia de muestreo fm que sea mayor que el doble de la frecuencia máxima fmáxde la señal; esto se conoce como teorema de muestreo o de Nyquist (1928).
Es decir, si la señal a transmitir tuviese una fmáx de 4 kHz, se tendrían que tomar muestras q como mínimo a una velocidad o frecuencia de muestreo fm de 8 kHz para poder reconstruir la señal original en el extremo.
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5
Métodos de muestreo
La señal analógica es muestreada cada tiempo Tm(intervalo de muestreo). El inverso de Tm es l f la frecuencia de muestreo fm. H 2 métodos. i d t Hay ét d
Se utiliza un conmutador de alta velocidad que se enciende sólo durante un pequeño periodo de tiempo cuando se está realizando el muestreo.
Se utiliza un circuito de muestreo y retención (S/H) que mantiene constante la amplitud del pulso por el tiempo que dure el pulso. Este método es el máscomún. El S/H está formado por un amplificador operacional d alta ganancia que tiene a su entrada i l de l i i d un MOSFET que actúa como interruptor ON-OFF.
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6
Justificación del teorema de Nyquist
2
A la salida del mezclador aparecen componentes suma y diferencia para cada armónico del tren de pulsos que se mezcla con la señal analógica.
3
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Muestrear es...
1.1.2.2. 23.3.4.4.5.5.6.6.7.7.Codificación analógica y digital. Modulación M d l ió por codificación de pulsos. difi ió d l Muestreo. Cuantificación. Codificación. Recuperación de señal original. Resumen codificación de voz.
Objetivo.Objetivo.-
Al finalizar, el lector será capaz de describir la modulación analógica de pulsos. Describir lamodulación PCM y calcular el número d niveles d cuantificación, l tasa d bi y el l l l ú de i l de ifi ió la de bits l intervalo dinámico para sistemas PCM.
Última modificación: 21 de septiembre de 2010
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Tema 2 de: COMUNICACIONES DIGITALES Edison Coimbra G.
1
1.1.- Codificación analógica y digital
La mayoría de los sistemas electrónicos construidos procesan señalesdigitales, pero el mundo físico (real) es fundamentalmente analógico. La mayoría de los fenómenos físicos están asociados a señales continuas: sonido, temperatura, radiación, humedad, velocidad del viento, etc.
Fenómeno físico Transductores Acondicionador de señal Conversor A/D Computador
En consecuencia, un sistema digital, muy a menudo, debe tratar con señales analógicas en su punto de contactocon el mundo exterior (sus entradas). La tendencia hoy en día es convertir las señales analógicas a digitales para procesarlas digitalmente y/o t di it l t / transmitirlas di it l iti l digitalmente. L té i más h bit l para di it li t La técnica á habitual digitalizar una señal analógica es la modulación por codificación de pulsos PCM (Alee Reeves, 1937).
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2.2.-Modulación por codificación de pulsos PCM
Un codificador PCM tiene 3 procesos procesos.
2
Cuantificación. Paralelo al muestreo se realiza la cuantificación: medir el valor de la señal y asignarle un determinado valor discreto en una escala de valores posibles. Ej.: en telefonía 256 niveles.
3
Codificación. A cada valor (muestra) se le asigna un código binario. Ej.: para 256 niveles seprecisan 8 bits.
1
Muestreo. Muestreo Se toman muestras de la señal a intervalos de tiempo constantes. Ej.: 8.000 muestras por segundo (8 kHz).
Estos números binarios se convierten a señales digitales (codificación de línea) para su transmisión en serie. Ej.: se produce un flujo de 64 kbps.
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3
Ejemplo de PCM
Señal analógica digitalizada con una frecuencia de muestreof, con 16 niveles de cuantificación y una codificación de 4 bits por muestra.
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3.3.- Muestreo
Teorema de Nyquist
Para transmitir una señal de frecuencia f a través de una línea no se necesita enviar la línea, señal completa; es suficiente enviar muestras de la señal tomadas a una frecuencia de muestreo fm que sea mayor que el doble de la frecuencia máxima fmáxde la señal; esto se conoce como teorema de muestreo o de Nyquist (1928).
Es decir, si la señal a transmitir tuviese una fmáx de 4 kHz, se tendrían que tomar muestras q como mínimo a una velocidad o frecuencia de muestreo fm de 8 kHz para poder reconstruir la señal original en el extremo.
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Métodos de muestreo
La señal analógica es muestreada cada tiempo Tm(intervalo de muestreo). El inverso de Tm es l f la frecuencia de muestreo fm. H 2 métodos. i d t Hay ét d
Se utiliza un conmutador de alta velocidad que se enciende sólo durante un pequeño periodo de tiempo cuando se está realizando el muestreo.
Se utiliza un circuito de muestreo y retención (S/H) que mantiene constante la amplitud del pulso por el tiempo que dure el pulso. Este método es el máscomún. El S/H está formado por un amplificador operacional d alta ganancia que tiene a su entrada i l de l i i d un MOSFET que actúa como interruptor ON-OFF.
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Justificación del teorema de Nyquist
2
A la salida del mezclador aparecen componentes suma y diferencia para cada armónico del tren de pulsos que se mezcla con la señal analógica.
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Muestrear es...
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