TED-17

INTRODUCCIÓN

La amplia naturaleza de las señales analógicas es evidente, cualquier La amplia naturaleza de las señales analógicas es evidente, cualquier forma de onda está disponible con toda seguridad en el ámbito forma de onda está disponible con toda seguridad en el ámbito analógico, nos encontramos con una onda original y una distorsión de la analógico, nos encontramos con una onda original y una distorsión de la que tenemos que identificar la onda original de la distorsionada. Aquí que tenemos que identificar la onda original de la distorsionada. Aquí surge la necesidad del surge la necesidad del audio digital audio digital ya que nos permite separar de la ya que nos permite separar de la señal original el ruido y la distorsión. La calidad de una señal de audio señal original el ruido y la distorsión. La calidad de una señal de audio no es función del mecanismo de lectura, sino que parámetros tales como no es función del mecanismo de lectura, sino que parámetros tales como respuesta en frecuencia, linealidad y ruido son sólo funciones del respuesta en frecuencia, linealidad y ruido son sólo funciones del conversor digital - analógicoconversor digital - analógico empleado. empleado.

En el proceso de conversión de la forma análoga a la forma digital y En el proceso de conversión de la forma análoga a la forma digital y viceversa aparecen tres términos matemáticos o lógicos básicos:viceversa aparecen tres términos matemáticos o lógicos básicos: el el muestreo, la cuantización y la codificaciónmuestreo, la cuantización y la codificación

Introducción

Inmunidad al ruidoInmunidad al ruidoEstructura básica única (distintos tipos de Estructura básica única (distintos tipos de

señales, algoritmo)señales, algoritmo)Único circuito de procesamiento Único circuito de procesamiento

(memorias)(memorias)Posibilidad de evaluación de los circuitos Posibilidad de evaluación de los circuitos

de procesamientode procesamiento

Ventajas – Sistemas digitales

Posibilidad de evaluación de los circuitos Posibilidad de evaluación de los circuitos de procesamientode procesamiento

Facilidad de los circuitos digitales para Facilidad de los circuitos digitales para tomar decisiones lógicastomar decisiones lógicas

Integración de los bloques de transmisión y Integración de los bloques de transmisión y conmutación (circuitos telefónicos)conmutación (circuitos telefónicos)

Ventajas – Sistemas digitales

Ventajas

Facilidad de reconocimiento de los estados Facilidad de reconocimiento de los estados definidosdefinidos

Repetidores intermedios / Regeneradores Repetidores intermedios / Regeneradores (imposible en sistemas analógicos)(imposible en sistemas analógicos)

Pe arbitrariamente pequeña (Proyecto / Pe arbitrariamente pequeña (Proyecto / especificación)especificación)

Ventajas – Regeneración

Funcionamiento con bajas relaciones S/N Funcionamiento con bajas relaciones S/N (aproximadamente 20 dB)(aproximadamente 20 dB)

Facilidad de señalización. Facilidad de señalización. La información de control puede viajar con La información de control puede viajar con

los datos. Misma señalización para distintos los datos. Misma señalización para distintos canalescanales

Ventajas – S/N

Posibilidad de inserción de encriptado.Posibilidad de inserción de encriptado.

Facilidad de monitoreo de señales.Facilidad de monitoreo de señales.Calidad de servicio (paràmetros eléctricos)Calidad de servicio (paràmetros eléctricos)

Ventajas – Encriptado

Desventajas

Mayor requerimiento de ancho de banda de Mayor requerimiento de ancho de banda de transmisión (8x4KHz)transmisión (8x4KHz)

Necesidad de conversión A/D y D/ANecesidad de conversión A/D y D/ANecesidad de sincronización de tiempos de Necesidad de sincronización de tiempos de

clock Tx / Rx.clock Tx / Rx.Incompatibilidad con la red AAG existente.Incompatibilidad con la red AAG existente.

Desventajas

Modulación AAG de pulsos. Modulación AAG de pulsos. Portadora de pulsos – Mensaje de onda continua – Portadora de pulsos – Mensaje de onda continua –

Amplitud-Duración-Posición.Amplitud-Duración-Posición.

Modulación DIG de pulsos. Modulación DIG de pulsos. Mensaje discreto en amplitud y tiempo – Transmisión Mensaje discreto en amplitud y tiempo – Transmisión

como secuencia de pulsos codificadoscomo secuencia de pulsos codificados

Modulación de Pulsos

Los parámetros del tren de pulsos Los parámetros del tren de pulsos varían de acuerdo a la señal mensaje varían de acuerdo a la señal mensaje

Muestreo de techo plano

Modulación Analógica Pulsos

PAM – Pulse Amplitude ModulationPAM – Pulse Amplitude Modulation

Modulación por amplitud de pulsosModulación por amplitud de pulsosPWM – Pulse Wide ModulationPWM – Pulse Wide Modulation

Modulación por ancho de pulsoModulación por ancho de pulsoPPM – Pulse Position ModulationPPM – Pulse Position Modulation

Modulación por posición de pulsosModulación por posición de pulsos

Modulación Analógica Pulsos

Modulación Analógica Pulsos

En PAM y PWM En PAM y PWM

m(t)=0 se representan con un valor m(t)=0 se representan con un valor paramétrico diferente de cero.paramétrico diferente de cero.

Sincronización del Rx – Multicanalización Sincronización del Rx – Multicanalización por división de tiempopor división de tiempo

Modulación Analógica Pulsos

PAM PAM AM AM

PWM / PPM PWM / PPM modulación modulación exponencial de onda continuaexponencial de onda continua

Analogías con sistemas AAG

Las ondas moduladas:Las ondas moduladas:Contenido de CC y bajas frecuencias Contenido de CC y bajas frecuencias

(fs=1/Ts). Cable/FO/Radio(fs=1/Ts). Cable/FO/RadioSuperposicion entre pulsos sucesivos Superposicion entre pulsos sucesivos

(B(BTT1/2T1/2TW), T:duracion del pulso.W), T:duracion del pulso.Demodulacion por reconstruccion Demodulacion por reconstruccion

(impulsos ponderados y filtrado Pbajos)(impulsos ponderados y filtrado Pbajos)

Modulación Analógica Pulsos

Teorema del Muestreo

Señales de banda limitada (W) Señales de banda limitada (W)

energia finita. energia finita. TxTx

Descripcion con muestreo en t=1/2WDescripcion con muestreo en t=1/2W

RxRx

Recuperacion con muestras a una tasa 2W muestras/sRecuperacion con muestras a una tasa 2W muestras/s

Teorema del Muestreo

Problema: Problema:

señal de banda limitada (W) señal de banda limitada (W)

SubmuestreoSubmuestreo

AliasingAliasing

Teorema del Muestreo

Solución:Solución:

Filtro pasabajos antialiasing (antes de Filtro pasabajos antialiasing (antes de muestrear)muestrear)

Muestrear a una tasa un poco superior Muestrear a una tasa un poco superior a la tasa de Nyquista la tasa de Nyquist

Teorema del Muestreo

Teorema del Muestreo

La Multiplexación por división de tiempo (MDT) o

(TDM), del inglés Time Division Multiplexing, es la

más utilizada en la actualidad, especialmente en los sistemas de transmisión

digitales. En ella, el ancho de banda total del medio de transmisión es asignado a cada canal durante una fracción del tiempo total

(intervalo de tiempo).

Sistema TDM

Tx y Rx sincronizados

Sistema TDM

Pulsos regularmente espaciados : TPulsos regularmente espaciados : Tss

Pulsos rectangulares o de forma Pulsos rectangulares o de forma apropiadaapropiada

Muestreo de techo planoMuestreo de techo plano

PAM

Muestreo de techo plano

PAM

Dos operaciones involucradasDos operaciones involucradas

Muestreo instantáneo de m(t) c/ Ts seg., de Muestreo instantáneo de m(t) c/ Ts seg., de acuerdo al teorema del muestreoacuerdo al teorema del muestreo

Duración del pulso: T= tiempo por el cual se Duración del pulso: T= tiempo por el cual se mantiene el valor muestramantiene el valor muestra

SAMPLE AND HOLDSAMPLE AND HOLD

PAM

Modulador PAM

Demodulador PAM

Señal PAM con y sin retención

Pulsos anchos, Pulsos anchos, desperdicio de Pot.desperdicio de Pot.

Área de los pulsos Área de los pulsos igual ó pp a PAM.igual ó pp a PAM.

TTmáxmáx + t + tgg < T < Tss

PWM

Generación de PPMGeneración de PPM Diente de sierraDiente de sierra Señal m(t)Señal m(t) Derivando una PWMDerivando una PWM

La Ix está en la fase de La Ix está en la fase de los pulsos (PPM)los pulsos (PPM)

Reconstrucción con Reconstrucción con filtro Pbajosfiltro Pbajos

PWM / PPM

MODULADOR PWM

MODULADOR PWM

MODULADOR PPM

MODULADOR PPM

Dificultad circuital (mín): PAMDificultad circuital (mín): PAMAncho de Banda:Ancho de Banda:

Piso: BB digitalPiso: BB digital Techo: ISITecho: ISI

Potencia transmitida (mín): PPMPotencia transmitida (mín): PPM

COMPARACION

Costo: Asociado a la complejidad Costo: Asociado a la complejidad circuitalcircuital

Inmunidad al ruido (máx): PPMInmunidad al ruido (máx): PPM

COMPARACION

De señal analógica a código digital PCMMODULACION PCM