Modulación de Pulsos
Modulación por Codificación de Pulsos
La codificación PCM (Pulse Code Modulation) es el proceso de muestreo, cuantificación y codificación, para producir una señal codificada en un formato digital (binario generalmente). fue patentada por A.Reeves-1939. K.Cattermole-1962 fue quien propuso la ley A de codificación para PCM.
PCM en esencia es una conversión analógica en digital de un tipo especial en el que la información contenida en la muestra instantánea de la señal analógica están representadas por la palabra digitales en un flujo de bits en serie. Si cada palabra digital contiene n dígitos binarios, existen M = 2n palabras de código único posible
Modulación por Codificación de Pulsos
MUESTREAR
CUANTIFICAR
CODIFICAR
La señal PCM se genera por medio de tres operaciones básicas:
La operación de muestreo genera una señal PAM de creta plana, señal analógica que puede ser cualquier numero infinito de niveles.
Cuantización es usar valores finitos que se aproximen al valor muestreados de la onda analógica, el valor permitido reemplaza a la muestra, donde existen M valores permitido.
Codificar es asignar una palabra de código a cada valor permitido
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Cuantización es uniforme porque todos los escalones son iguales
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Rango dinámico DR: relación de la magnitud mas grande posible y la magnitud mas pequeña posible
DR = V máximo / V mínimo
DR = 20 log (V máximo / V mínimo)
Eficiencia de codificación: relación del numero de bits requerido para lograr el rango dinámico y el numero real de bits
2n – 1 = DR
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Ruido de cuantización (Qn). La distorsión inherente a la cuantización es el error de redondeo o truncamiento. La cantidad de tal ruido es inversamente proporcional al número de niveles de cuantización.
Su valor maximo valor es la mitad del voltaje del tamaño del escalón
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Relación señal a ruido para pulsos cuantizados (S/N):
Los pulsos cuantizados toman valores positivos y negativos.
El tamaño del paso entre niveles de cuantización, conocido como intervalo cuantíl, es q volts.
Cuando los niveles de cuantización están distribuidos uniformemente en el rango completo, el cuantizador es conocido como cuantizador uniforme o lineal.
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e, tiene distribución de probabilidad uniforme en un intervalo cuantil de ancho q.
La varianza, s2, corresponde a la potencia promedio del ruido de cuantización.
= 3M2 Pico de Salida
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6.02n + 4.77
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Ancho de banda de PCM:
El espectro de una señal PCM no esta directamente relacionado con el espectro de la señal analogica. El ancho de banda depende de la tasa de bits y de la forma del pulso.
R= nfs
n = es el numeros de bits en la palabra PCM M = 2n
fs = tasa de muestreo fs> 2 B
BPCM = ½ R = ½ nfs
Si se utiliza un pulso rectangular (NRZ) BPCM = R = nfs
Tiene un limite inferior dado por BPCM = nB
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Cuantización no uniforme: Se utiliza para disminuir el Qn y S/N, se implementa con el proceso de Compansión ( proceso de comprimir y después expandir)
Compansión analógica: ley A; ley µ
Compansión digital: algoritmos
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