Ingeniero Industrial

Tratamiento y Transmisión de Señales - Grado Ingeniería Electrónica Industrial

Práctica 1. Cuantización uniforme y adaptable.
OBJETIVOS:
En esta práctica se realizará la simulación mediante MATLAB/Simulink de un
sistema de cuantización uniforme y adaptable con adaptación de la ganancia hacia
delante. El diagrama de este último sistema se muestra en la siguiente figura:
y(n)
x(n)Cuantizador
uniforme



ŷ(n)



G(n)

c(n)

ŷ’(n)

c’(n)

Codificador

Decodificador

G’(n)

ˆ
x’(n)


Adaptación
Ganancia

Fig. 1.1. Cuantización adaptable con adaptación de ganancia.

El objetivo de la práctica es doble; por un lado familiarizarse con el uso de la
herramienta Simulink de Matlab y por otro implementar el esquema de adaptación
analizado en teoría.Este esquema de cuantización permite reducir el error de
cuantización especialmente para señales en las que predominan los valores de x(n)
próximos a cero frente a las grandes amplitudes.
INTRODUCCIÓN A SIMULINK:
Simulink es una utilidad gráfica para la simulación de sistemas, tanto analógicos
como discretos. En realidad, se trata de un recubrimiento de MatLab, un lenguaje
interpretado queestá especialmente adaptado al cálculo vectorial, lo que hace que sea
adecuado para aplicaciones de procesado de señales (mono y bidimensionales),
comunicaciones, control, etc. Para una primera sesión con Simulink, es conveniente
seguir los siguientes puntos:
1. Arrancar MATLAB y fijar el directorio de trabajo.
2. Desde la ventana de comandos de MATLAB ejecutar la orden “simulink”.
3.Aparecerá entonces una nueva ventana con la biblioteca de módulos de SIMULINK y
otras librerías. Los módulos están agrupados por su función general.
4. Lo primero que debe hacerse es crear un nuevo modelo (File-->New, o icono
correspondiente) donde construir el esquema deseado.
5. Una vez abiertos los grupos de bloques necesarios, el sistema deseado se va
generando mediante selección y desplazamientode los bloques a la ventana de trabajo.
6. Para unir los distintos módulos del sistema se trazan líneas conductoras pulsando con
el ratón en la salida de uno de los bloques y arrastrando hasta la entrada del siguiente (o
viceversa).
7. Es posible cortar y copiar bloques como si de texto se tratase.
8. Los bloques y líneas se pueden desplazar seleccionándolos con el botón izquierdo yarrastrando hasta la nueva posición.

Tratamiento y Transmisión de Señales - Grado Ingeniería Electrónica Industrial
9. Cada bloque tiene una serie de parámetros que controla su funcionamiento. Para
verlos o modificarlos debe pulsarse dos veces sobre ellos.
10. El simulador propiamente dicho también tiene una serie de parámetros de control
que deben ajustarse adecuadamente, de acuerdo con lasnecesidades de cada caso. Esto
se consigue seleccionando Simulation en el menú de la ventana de trabajo. Dentro de
este menú se encuentran también las opciones para arrancar y detener la simulación.
DESARROLLO:
Se propone realizar la adaptación de ganancia en función de la señal de entrada.
Nótese que si x(n) tiene una desviación típica instantánea x(n) reducida, la ganancia
G(n) debe sersuperior a la unidad para amplificar la señal y adaptarla al rango de
entrada del cuantizador uniforme. Por otro lado, si x(n) es elevada y la señal se ajusta
al rango de entrada del cuantizador, la ganancia debe de ser la unidad para mantener
inalterada la señal. Así, la ganancia G(n) se ha de definir inversamente proporcional a la
desviación típica G(n)= G0/x(n) resultando necesario acotarlaentre un valor máximo y
mínimo (rango dinámico del adaptador).
REALIZACIÓN:
Ejecute Matlab y en la ventana de comandos introduzca la sentencia:
simulink
Con esta orden se abre el diálogo de la toolbox en cuestión. Como entrada se
suministrará una señal de voz en formato WAV de 8 bits con una frecuencia de
muestreo de 8 kHz. Para leerlo en Matlab se ha de utilizar el comando wavread en la...