MODULACION de PULSOS [Modo de Compatibilidad]

7/22/2019 MODULACION de PULSOS [Modo de Compatibilidad]

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MODULACION

o u ac n por urac n e u sos

Modulacin por Posicin de Pulsos (PPM)

Modulacin por Codificacin de Pulsos (PCM)

Modulacin Diferencial (DM)


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Tcnica basada en la teora de muestreo, la cual dice que cuando

,

de la frecuencia mxima de la frecuencia fuente (Teorema de

Nyquist), las muestras contienen toda la informacin de la seal

muestreada y es posible que su informacin integrada sea

recuperada, cuando se modula y es transmitida por medio de un

cana e comun cac n. s a cn ca conv er e una se a uen e

(voz, video, etc) a pulsos modulados por la seal fuente


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El proceso de modulacin consiste en modificar la seal mensaje para que pueda ser

.

Una onda portadora vara alguno de sus parmetros de acuerdo con la seal mensaje.

portadora degradada despues de su transmisin por el canal. El proceso se realiza en el

dispositivo receptor.

Mensaje

Codificacin de

la fuenteDecodificacin

ensa e

estimado

Codificacin del

Canal

Decodificacin

del canal

Modulador Demodulador

canaltransmisor Receptor


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La seal mensaje se describe en forma adecuada por sus valores

muestras

Muestreo de techo plano

.

Modulacion de pulsos en amplitud (PAM)

Modulacion de pulsos en posicion (PPM)


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MODULACION POR AMPLITUDDE PULSOS (PAM)


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PAM es un termino utilizado en la in enieria ara describir la conversion

de una seal analgica a una seal de tipo pulsado donde la amplitud del

pu so es a asoc a a a a n ormac n ana g ca.

El propsito de la seal PAM es proveer una forma de onda asociada a

pulsos y que, obviamente aun contiene la informacin que estaba

presente en la seal analgica original la velocidad del pulsado es :

fs es la mayor frecuencia de la seal analgica

2W es la velocidad de Nyquist


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En la PAM, la amplitud de un tren de pulsos de ancho constante vara en

proporcin a los valores muestreados de la seal moduladora. Usualmente,

los ulsos se toman a intervalos de tiem o e uidistantes.

Modulacin de Amplitud por Pulsos


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PAMFiltro

transmisorCanal Filtro receptor Decisin 0

u o anco

Transmisor Canal Receptor

Esquema de Transmision PAM


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Existen dos clases de seales PAM:

PAM que utiliza muestreo natural

PAM que utiliza muestreo instantaneo, para producir pulsos deamplitud constante (flat-top)

a ransm s n e as mues rea as na ura men e o

instantaneamente sobre un canal requiere una respuesta de frecuencia

,

requerimientos sobre las respuestas de magnitud y fase del canal. El

ancho de banda requerido es mucho mayor que el de la seal analgica

original y el desempeno frente al ruido del PAM no puede nunca ser mejor

que el logrado transmitiendo una seal analgica directamente


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MUESTREO NATURAL

DE LA PAM

La seal PAM con muestreo natural esrelativamente simple de generar dado

que solo requiere el uso de un

,

disponible en circuitos integrados

CMOS

Generacin de PAM con muestreo naturalSeal PAM con muestreo natural


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MUESTREO INSTANTANEO

DE LA PAM

La seal analgica tambin

modulacin de pulsos mediante

el muestreo (flat-top sampling)

como se mues ra


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MODULACION EN TIEMPO DEPULSOS (PTM)


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PTM es una clase de tcnicas de modulacin

que codifica los valores de las muestras de

una seal analgica en base al eje de

tiempos de la seal digital y es anloga a su

contrapartida analgica de modulacin en

n ulo

Los dos tipo principales de PTM son:

Modulacin de Duracin de Pulsos (PDM)

Modulacin de Posicin de Pulsos (PPT)


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MODULACION POR DURACION

DE PULSOS (PDM)


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En PDM la duracin del pulso es

proporcional a la amplitud de la muestra

Para observar qu ocurre conceptualmente,

consideremos que se fija el flanco

ascendente y se modula el flanco

descendente, lo cual se logra muestreando

con la seal diente de sierra, tal como se

El nivel del muestreo se establece con un

limitador lue o la duracin de los ulsos

de la seal modulada por pulsos en

duracin estar dada por el tiempo que la

seal diente de sierra supera el nivel demuestreo.


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MODULACION POR POSICION

DE PULSOS (PPM)


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La modulacin en posicin y la modulacin en

urac n es n n mamen e ga as, ya que

se obtiene a partir de PDM.

El roceso es el si uiente:

Tengamos una secuencia de pulsos modulados

en duracin, diferenciamos a los mismos y se los

invierte, obtenindose la siguiente figura:El principal uso de PPM es debido a que es ms

modulados en comparacin en PDM. Esto es

debido a ue la informacin reside en la

ubicacin en el tiempo de los flancos de los

pulsos y no en los pulsos en s mismos. Por ello

se generan pulsos de corta duracin en los

cuales slo es importante la posicin de los


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MODULACION EN TIEMPO DE

PULSOS (PTM)


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SEALES PTM MUESTREADAS INSTANTANEAMENTE


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SEALES PTM MUESTREADAS NATURALMENTE


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SEALES PPT Y PDM CONVERTIDAS EN SEALES ANALOGICAS


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CODIFICACION DE PULSOS

(PCM)


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Los sistemas PCM son considerablemente ms complejos que los sistemas PAM,

PDM y PPM, ya que la seal del mensaje est sujeta a un mayor numero de

operaciones. Las operaciones esenciales en el transmisor de un sistema PCM son elmuestreo, la cuantizacin y la codificacin.


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En PCM las muestras tomadas de la informacin fuente son convertidas a cdigos

equivalentes. Es decir, si la muestra de que se toma de la informacin fuente es una

muestra de su amplitud. Este valor cuantizado de su magnitud, es representado por un

, .

binaria son transmitidos como pulsos, de ah su nombre de modulacin por codificacin

de pulsos. La representacin binaria de un numero es:


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MUESTREO EN PCM

La seal analgica de entrada se muestra con un tren de pulsos rectangulares

estrechos que aproximen al muestreo instantneo. Para asegurar lareconstruccin de la seal original en recepcin, la tasa de muestreo debe ser

mayor que la de Nyquist, es decir, que el doble de la componente frecuencial

.

paso bajo a la entrada de ancho de banda W para eliminar las componentes a

mayor frecuencia antes del proceso de muestreo propiamente dicho. El muestreo

permite la transformacin de una seal continua que vara en el tiempo a un

conjunto de valores

en instantes discretos del tiempo.


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MUESTREO EN PCM

El filtro pasabanda limita la seal analgica de entrada a la banda de frecuencias de

voz estndar de 300 a 3400 Hz. El dispositivo de muestreo convierte la seal

.

en un flujo de datos binarios en serie para la transmisin.

En el lado de recepcin, el DAC transforma la secuencia de datos binarios en una

seal PAM multinivel, el dispositivo de mantenimiento y el filtro pasabajos conviertela seal PAM en una seal analgica.


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CUANTIFICACION EN PCM

La amplitud de cada muestra tiene un rango continuo de valores. Dentro del

rango finito en amplitud donde varan las muestras de la seal banda base, se

puede encontrar un nmero infinito de posibles niveles de amplitud. En la

prctica, los sentidos slo pueden diferenciar un nmero finito de niveles de

amplitud.

Esto significa que cada muestra se va a poder aproximar por una amplitud

discreta de un conjunto finito de posibles valores, procurando reducir el error en la

aprox mac n tanto como sea pos e. a ex stenc a e un

nmero finito de amplitudes es una caracterstica diferencial de una seal PCM.

Si se eligen estos niveles de amplitud lo suficientemente cercanos entre s, elerror cometido entre la seal original y la cuantificada

ser despreciable, por lo que en la prctica, ambas seales sern indistinguibles.


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La conversin de una muestra analgica (contnua) de la seal a una forma digital

(discreta) se denomina proceso de cuantificacin. El proceso de graficacin significa

sistema lineal continuo se sustituye por una de caracterstica escalonado (figura a)


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El error de cuantizacin consiste en la diferencia entre las seales de entrada y

salida del cuantizador. El valor instantneo mximo de este error es la mitad de un

,

mitad del paso al valor positivo. En la figura b se muestra el error en funcin de la

seal de entrada y en la figura c se indica una variacin tpica del error en funcin

del tiempo


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CODIFICACIN EN PCM

Combinando muestreo y cuantificacin hemos convertido la seal banda base

continua en un conjunto de valores discretos de un conjunto finito de posiblesvalores. Sin embargo, esta representacin no es adecuada para su transmisin.

Para aprovechar las ventajas de los sistemas digitales se requiere la codificacin

.

Cualquier forma de representar cada uno de los valores discretos del conjunto

finito se denomina cdigo. Cada evento discreto del cdigo se denomina

elemento del cdigo o smbolo. Por ejemplo, un smbolo se puede representar

por la presencia o ausencia de un pulso. Una ordenacin particular de los

smbolos utilizada en un cdigo para representar

un nico valor del conjunto discreto se denomina palabra cdigo o carcter.


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CODIFICACIN EN PCM

En PCM, la sea de entrada analgica se muestrea y luego se convierte a un cdigo

binario serial. El cdigo binario de transmitir al receptor en donde se convertir

nuevamente a una seal analgica. Los cdigos usados en PCM contienen n bits.

Los mas usados son cdigos de magnitud y signo donde el bits mas significativo

(MSB) es el bit de signo y los bits restantes representan el modulo. En la figura se

muestra un cdigo PCM de 3 bits. En consecuencia, existe un total de


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EJEMPLO DE CODIFICACIN EN PCM


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CODIFICACIN EN PCM

En la figura a se puede observar la

funcin entrada salida para un ADC

lineal ( un cuantizador lineal). Para una

seal de entrada analgica lineal (por

ejemplo una rampa), la seal cuantizadatiene la forma escalonada caracterstica

(figura b). Por lo tanto, el error de

cuantifizacin mximo es el mismo para

la seal de entrada de cualquier tipo

(figura c)


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MODULACION DIFERENCIAL

(DM)


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Es una modulacin donde se

convierte una seal analgica en

una seal digital.La modulacin diferencial consiste

en comprar la seal dada con una

sucesin de pulsos de amplitud los

cuales son crecientes mientras la

encuentra por debajo de la

am litud de la seal dada es

decreciente cuando la amplitud de

los pulsos de muestreo supera la Sistema DM

amplitud de la seal.a) Transmisor b) Receptor


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Como la modulacin delta aproxima la seal X(t) mediante una funcin

escalonada lineal, el cambio de la seal debe se relativamente lento en

com aracin con la tasa de muestreo. Este re uerimiento im lica ue la seal

debe ser sobremuestreada, es decir muestreada al menos cinco veces mayor

ue N uist.

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