Práctico 3 – PAM y PCM Ondas que se transmiten a través de señales analógicas. Por ej: Sonido.

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1 Práctico 3 – PAM y PCM Ondas que se transmiten a través de señales analógicas. Por ej: Sonido.

2 Cómo hacemos para enviar estas ondas a través de un canal digital. Codificación Analógica – Digital Reducir el nro infinito posible de valores en un mensaje analógico de modo que puedan ser representados como una cadena digital El resultado de este proceso es representar la info de la onda como una serie de pulsos digitales evitando sacrificar calidad Práctico 3 – PAM y PCM

3 Primer etapa: Muestreo: Es el proceso de tomar medidas instantáneas de una señal análoga. Cuantas muestras tomar: Oído humano = 44000 sonidos por segundo  calidad CD = 44,1 K muestreos por segundo

4 Práctico 3 – PAM y PCM Segunda etapa: Cuantización: Permite aproximar cada una de las muestras a uno de los niveles de una escala designada. Las muestras tendrán que ser aproximadas a uno de estos niveles  Ruido de Cuantización CD: muestra de 16 bits = 65536 niveles

5 Práctico 3 – PAM y PCM Una vez que se tiene la onda cuantificada a intervalos regulares se debe pasar esos valores de rangos a binario.

6 Práctico 3 – PAM y PCM Tercer Etapa: Codificación: Consiste en transformar los dígitos binarios en una señal digital usando una de las técnicas de codificación existentes.

7 Práctico 3 – PAM y PCM Resumiendo, todo el proceso completo sería el siguiente:

8 Práctico 3 – PAM y PCM En criollo... Hay una determinada señal analógica, que dura 100 milisegundos y responde a la función: amplitud = 5 * tt = 1.. 100 Hay que muestrearla para conocer la amplitud de la onda a intervalos periódicos. Este valor muestreado, hay que comunicarlo de alguna manera adecuada por un medio digital. Con los valores recibidos, de alguna manera hay que reconstruir la señal analógica original (o algo que se le parezca bastante).

9 Práctico 3 – PAM y PCM El ancho de banda, es de 4000 Hz, entonces se realizan 8000 muestras por segundo. Los tiempos para las mismas serán: 0, 1/8000, 2/8000, 3/8000, 4/8000... Los tiempos en los cuales se realizarán las primeras 10 muestras serán: 0, 0.000125, 0.000250, 0.000375, 0.0005, 0.000625, 0.00075, 0.000875, 0.001, 0.001125

10 Práctico 3 – PAM y PCM 5.625 5.000 4.375 3.750 3.125 2.500 1.875 1.250 0.625 0 0 1/8000 2/8000 3/8000 4/8000 5/8000 6/8000 7/8000 8/8000 9/8000

11 Práctico 3 – PAM y PCM Podríamos reducir nuestro problema a: Acordar la frecuencia de muestreo en 8000 m/seg. Comunicar de alguna manera los valores: 0, 0.625, 1.250, 1.875, 2.500,... Pero los valores, aun están lejos de secuencias de bits.

12 Práctico 3 – PAM y PCM La función que describe la amplitud de la señal analógica, alcanzará un valor máximo y un valor mínimo durante el tiempo de la prueba. Xmin = 0, Xmax = 100 Ymin = 0, Ymax = 500 La codificación de los pulsos se realiza utilizando 128 subintervalos.

13 Práctico 3 – PAM y PCM Cada uno de los valores muestreados, caerá en uno de los 128 subintervalos en los que se dividieron los posibles valores de la amplitud. # 127...... # 4 # 3 # 2 # 1 # 0 0 1/8000 2/8000 3/8000 4/8000....................................................... 100

14 Práctico 3 – PAM y PCM Deciamos antes que: Xmin = 0, Xmax = 100 Ymin = 0, Ymax = 500 Y que la codificación de los pulsos se realiza utilizando 128 subintervalos. Entonces la amplitud de cada intervalo será de Ai = 500/128 Ai = 3.90

15 Práctico 3 – PAM y PCM Con Ai = 3.90, si a es la amplitud muestreada, entonces 0.00 <= a < 3.90 cae en el intervalo 0 3.90 <= a < 7.80 cae en el intervalo 1 7.80 <= a < 9.27 cae en el intervalo 2..... 496.10 <= a < 500 cae en el intervalo 127

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17 Lo que se transmite entonces es el nro. de intervalo, como secuencia de bits. Si la cantidad de intervalos es 128, entonces se requieren 7 bits para transmitir el numero de intervalo en el cual cayo cada muestra.

18 Práctico 3 – PAM y PCM

19 Hay algunas cosas que no se preguntan en este ejercicio, pero que son igualmente interesantes: ¿ Cual es la capacidad del canal digital que se necesita ? ¿ Seria este un ejemplo adecuado para utilizar DPCM ? ¿ Cuantos bits transmitiría por muestra ?

20 Práctico 3 – PAM y PCM ¿ Cual es la capacidad del canal digital que se necesita ? Se realizan 8000 muestras por segundo, y por cada una se transmiten 7 bits. C = 56000 bps

21 Práctico 3 – PAM y PCM ¿ Seria este un ejemplo adecuado para utilizar DPCM ? Uffff !!!!!!!!!!!!! ¿ Cuantos bits transmitiría por muestra ? Solamente 1. Capacidad del canal digital necesaria en este caso, 8000bps.

22 Práctico 3 – Transmisión Asincrónica Señal de reposo (Stop) Señal de comienzo de carácter (Start) Puede utilizar bit de paridad STOPSTART11000STOP Caraterísticas:

23 Práctico 3 – Transmisión Asincrónica 10) Realice un gráfico mostrando la señal generada al transmitir los caracteres ASCII "abcd" utilizando transmisión asincrónica, paridad impar, señal de STOP=1,5, velocidad de señalización = 9600 baudios. Determine tiempos para los siguientes casos: Los caracteres se envían continuamente. Los caracteres son producidos por un operador mediante un teclado; se digita a razón de 80 cps

24 Práctico 3 – Transmisión Asincrónica A: 110 0001 B: 110 0010 C: 110 0011 D: 110 0100

25 Práctico 3 – Transmisión Asincrónica ¿ Cuanto tiempo dura la transmisión de estos cuatro caracteres ? Vs = 9600 baudios. Si suponemos que por cada variación se codifica un bit, entonces Vt = 9600 bps. #bits de 4 caracteres = 10,5 * 4 #bits de 4 caracteres = 42 bits t(4 caracteres) = 42 / 9600 seg.

26 Práctico 3 – Transmisión Asincrónica ¿ Que pasa si los caracteres se producen a razón de 80 caracteres por segundo ? La “a” comienza en tiempo 0 seg. e insume 10,5 bits, por lo que finaliza en tiempo 10,5/9600 seg. (0,0010 seg.) La “b” comienza en tiempo 1/80 seg. (0,0125 seg.) Transcurridos los 1.5 IC de la señal de stop correspondiente a la codificación en bits de la “a”, y el inicio de la señal de start correspondiente a la “b”, va a transcurrir bastante tiempo...

27 Práctico 3 – Transmisión Asincrónica ¿ Que ocupa la línea desde el tiempo 0,0010 hasta el 0,0125 ?

28 Práctico 3 – Transmisión Asincrónica ¿ Que ocupa la línea desde el tiempo 0,0010 hasta el 0,0125 ? La señal de stop correspondiente a la transmisión de la “a” !!!. Esta se extenderá hasta el inicio de la señal de start correspondiente a la “b”.

29 Práctico 3 – Transmisión Asincrónica ¿ Cuanto tiempo demora la trasmisión de los 4 caracteres a razón de 80 por segundo ? La “a” inicia en 0 seg. La “b” inicia en 1/80 seg. La “c” inicia en 2/80 seg. La “d” inicia en 3/80 seg. La “d” tarda en trasmitirse 10,5/9600 seg. D = 3/80 + 10,5/9600 seg. D = 0,03859375 seg.