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Modulación de pulsos. Modulación de amplitud de pulso (PAM) La modulación de amplitud de pulso se denota como PAM (Pulse Amplitudes Modulation) y se produce.

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1 Modulación de pulsos

2 Modulación de amplitud de pulso (PAM) La modulación de amplitud de pulso se denota como PAM (Pulse Amplitudes 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. 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.

3 Veamos dos ejemplos: Con y sin Nivel DC InformaciónPulsosSeñal PAM

4 Dependiendo de la forma como se implemente la Modulación de Amplitud de Pulso, se tienen dos casos: PAM de Muestreo Natural PAM de Muestreo Natural PAM de Muestreo Instantáneo PAM de Muestreo Instantáneo

5 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 w s (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.

6 PAM de Muestreo Natural El tren de pulsos está dado por: Donde se tiene: Es decir, debe cumplirse el teorema de Nyquist.

7 PAM de Muestreo Natural Formas de Ondas para la Señal PAM de Muestreo Natural.

8 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:

9 PAM de Muestreo Instantáneo o de Cresta Plana Formas de Ondas para la Señal PAM de Muestreo Instantáneo

10 Un diagrama de bloques para un generador de modulación de amplitud de pulsos, es : f(t Filtro Pasa bajas Señal f(t) X Señal PAM Pt(t)

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

12 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. 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.

13 Modulación por codificación de pulsos (PCM) 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. Una señal analógica se caracteriza por el hecho de que su amplitud puede tomar cualquier valor entre un mínimo y un máximo, de forma continua. 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. Una señal analógica se caracteriza por el hecho de que su amplitud puede tomar cualquier valor entre un mínimo y un máximo, de forma continua.

14 En el sistema PCM cada pulso es codificado en su equivalente binario antes de su transmisión convirtiendo así una señal analógica en digital siguiendo los pasos: Muestreo con PAM, PPM o PDM Muestreo con PAM, PPM o PDM Cuantificación Cuantificación Codificación Codificación

15 Cualidades e inconvenientes de PCM Cualidades e inconvenientes de PCM Algunas de sus ventajas más importantes son: Robustez ante el ruido e interferencia en el canal de comunicaciones. Robustez ante el ruido e interferencia en el canal de comunicaciones. Regeneración eficiente de la señal codificada a lo largo de la trayectoria de transmisión. Regeneración eficiente de la señal codificada a lo largo de la trayectoria de transmisión. Formato uniforme de transmisión para diferentes clases de señales en banda base, lo que permite integrarlas con otras formas de datos digitales en un canal común mediante el multiplexado en tiempo. Formato uniforme de transmisión para diferentes clases de señales en banda base, lo que permite integrarlas con otras formas de datos digitales en un canal común mediante el multiplexado en tiempo. Facilidad de encriptar la información para su transmisión segura. Facilidad de encriptar la información para su transmisión segura.

16 Inconvenientes: El precio a pagar por las ventajas anteriores es el mayor costo y complejidad del sistema, así como el mayor ancho de banda necesario. El precio a pagar por las ventajas anteriores es el mayor costo y complejidad del sistema, así como el mayor ancho de banda necesario. La tecnología actual de circuitos integrados en gran escala (VLSI) ha permitido la implementación de sistemas a, relativamente bajo costo y facilitado el crecimiento de este método o de sus variantes. La tecnología actual de circuitos integrados en gran escala (VLSI) ha permitido la implementación de sistemas a, relativamente bajo costo y facilitado el crecimiento de este método o de sus variantes.

17 Ancho de banda PCM

18 Variantes PCM PCM diferencial PCM diferencial PCM delta PCM delta

19 Muestreo Para convertir una señal analógica en señal PCM el primer paso es muestrearla, obteniendo de esta forma una señal discreta en un dominio pero continua en su rango.

20 Cuantificación El hecho de que la amplitud de la señal en los instantes de muestreo pueda ser cualquiera supone que para codificarla necesitaríamos un número infinito de bits. En otras palabras: tenemos un número infinito de niveles. Otra forma de cuantificar la señal sería la siguiente. Para muestras comprendidas en un intervalo de cuantificación se tomará el valor más cercano al intervalo de cuantificación. Consiste en asignar a varias muestras el valor del entero más cercano.

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22 Codificación La fase de codificación consiste en asignar un número de bits a cada una de las muestras que se van a enviar. Este número de bits depende del número de niveles de cuantificación que se hayan usado en la fase previa. La relación existente entre número de niveles usados (N) y número de bits asignados (n) es logarítmica. n log2 N

23 Fin

24 QUIZ #4 1. Que es modulación de amplitud de pulso ? 2. Mencione dos ventajas de la modulación por codificación de pulsos. 3. Menciones las variantes de PCM. 4. Cuales son los pasos a seguir para convertir una señal analógica a una señal PCM ?


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