modulacion pulsos
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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