Untecs telecom ii_clase_22

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INGENIERÍA ELECTRÓNICA

Y TELECOMUNICACIONES

Modulación por Pulsos

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22/01/2013 2

Introducción

• Modulación por pulsos

Modulación por amplitud de pulso – PAM

Modulación por duración de pulso – PWM

Modulación por posición de pulso – PPM

Modulación por Pulsos Codificados – PCM

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• La técnica prevé la transferencia de las características de una señal analógica a uno de los parámetros de un pulso, ya sea AMPLITUD, ANCHO O POSICION

X Señal Analógica

Port

ado

ra

Señal Modulada

PAM

PWM

PPM

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Modulación por Amplitud de Pulso

• La modulación por amplitud de pulso se denota como PAM (Pulse Amplitude Modulation) y se produce al multiplicar una señal f(t) que contiene la información por un tren de pulsos periódicos pT(t).

• Al realizar el producto, la amplitud de los pulsos será escalada en magnitud por la amplitud de la señal f(t).

• De esta manera el resultado final es un tren de pulsos cuyas amplitudes son función del valor de la señal f(t) en cada uno de ellos.

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Modulación por Amplitud de Pulso: Con y sin Nivel DC

Conversión de Analógico a Digital

fs(t)

pT(t)

PAM

Información

Pulsos

Señal PAM

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Modulación por Amplitud de Pulso

• Dependiendo de la forma como se implemente la Modulación de Amplitud de Pulso, se tienen dos casos:

– PAM de Muestreo Natural (compuerta)

– PAM de Muestreo Instantáneo

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PAM de Muestreo Natural

• Tiene como característica que la amplitud del pulso obtenido en el proceso de muestreo no es plano y por el contrario adopta la forma de la señal analógica que tiene banda limitada a B Hz.

• La señal PAM de Muestreo Natural está dada por:

Donde ws(t) es la señal muestreada y s(t) (función sample, muestreadora) es el tren de pulsos que toma la muestra de la señal de manera regular.

)()()( tstwtws

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PAM de Muestreo Natural

• El tren de pulsos está dado por:

Donde se tiene:

k

skTtts

)(

BT

fs

s 21

Es decir, debe cumplirse el teorema de

Nyquist.

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Formas de Ondas para

la Señal PAM de Muestreo Natural

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PAM de Muestreo Instantáneo o de Cresta Plana

• El muestreo instantáneo tiene como característica que la cresta del pulso en el instante del muestreo es totalmente plana.

• Considere que w(t) es una forma de onda analógica de banda limitada a B Hz, entonces la señal PAM de muestreo instantáneo está dada por:

• Donde, debe cumplirse que:

k

sss kTthkTwtp )()()(

2,0

2,1

)(

t

ttth

s

sf

T1

Bf s 2

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PAM de Muestreo Instantáneo o de Cresta Plana

Formas de Ondas para la

Señal PAM de Muestreo

Instantáneo

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Modulación por amplitud de pulso

• Un diagrama de bloques para un generador de modulación de amplitud de pulsos, es:

señal la de máxima frecuencia la es :mf

Filtro

Pasabajas X Señal f(t) Señal PAM

p t T ( )

mf

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Modulación por amplitud de pulso

Ts es el período de muestreo de la señal X(t) es la

señal muestreada.

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Demodulación por amplitud de pulso

• Una vez que se ha transmitido la señal de PAM, se debe extraer la información a partir de ella en el receptor. Esto se logra por medio de un filtro pasa bajo.

+2π/T

w

F(w)

Señal PAM

wm - wm -2π/T

w

F(w)

Señal Banda

Base

wm - wm

Filtro Pasa Bajos

Entrada: Señal PAM Salida: Señal BB

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Demodulación por amplitud de pulso

• Recuperación de una señal PAM mediante filtrado a paso bajo.

• Sin embargo, la modulación por amplitud de pulsos es el primer paso indispensable en la conversión de señales analógicas a digitales, entendiéndose aquí por señal digital aquélla que solamente tiene dos niveles. La señal PAM es una señal discreta, no necesariamente digital.

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Otras Modulaciones por Pulsos

Modulación por ancho de pulso (PWM)

• En este caso, las muestras de la señal se emplean para variar la anchura o duración de los pulsos. Aunque no es muy utilizado, en la actualidad se emplea en transmisores modulados en amplitud, en que la modulación se realiza primero en esta forma. Esta técnica permite aumentar la eficiencia del transmisor.

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Modulación por Posición de pulso (PPM)

• En este caso, la señal moduladora produce un desplazamiento de los pulsos respecto a la posición de éstos en ausencia de modulación.

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Modulación por Codificación de Pulsos (PCM)

• Modelo de un sistema de Comunicaciones Digitales

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• Este tipo de modulación, sin duda la más utilizada de todas las modulaciones de pulsos es, básicamente, el método de conversión de señales analógicas a digitales (CAD). PCM siempre conlleva modulación previa de amplitud de pulsos

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• La modulación por codificación de pulsos es la codificación de forma de onda más sencilla.

• Básicamente, consiste en el proceso de cuantificación.

• Cada muestra que entra al codificador se cuantifica en un determinado nivel de entre un conjunto finito de niveles de reconstrucción.

• Cada uno de estos niveles se hace corresponder con una secuencia de dígitos binarios, y esto es lo que se envía al receptor.

• Se pueden usar distintos criterios para llevar a cabo la cuantificación, siendo el más usado el de la cuantificación logarítmica.

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Fuente: Sistemas de comunicaciones electrónicas Escrito por Wayne Tomasi, Gloria Mata

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Fuente: Señales y sistemas Escrito por Alan V. Oppenheim, Alan S. Willsky, S Hamid Nawab, Gloria Mata

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• Cuantificación: Es el proceso de aproximar un rango continuo de valores, a un conjunto pequeño de símbolos discretos o de valores enteros.

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Cuantización Uniforme Lineal

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Cuantización No Uniforme (Logarítmica)

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