1. modulación y transmisión de pulsos en banda base_parte2

MODULACIN Y

TRANSMISIN DE

PULSOS EN BANDA

BASE

MsC. Ciro D. Radicelli G.

NDICE

EL PROCESO DE LA MODULACIN

MODULACIN POR CODIFICACIN DE PULSOS (PCM)

MODULACIN DELTA

FILTROS, TASAS DE ERRORES E INTERFERENCIA

MODULACIN POR AMPLITUD DE PULSOS

CODIFICACIN Y TRANSMISIN PAM, M-ARIA


El proceso de la modulacin - Conceptos

Objetivo: entregar una seal (mensaje) desde una

fuente de informacin en una forma reconocible por el

usuario de destino.

Mtodo: el transmisor modifica la seal mensaje en

una forma adecuada para su transmisin a lo largo del

canal. (modulacin).

La modulacin implica modificar algn parmetro de

la onda portadora de acuerdo con la seal mensaje

(moduladora).



El proceso de recuperacin de la seal mensaje a partir de la

seal modulada se denomina demodulacin.

Tipos de modulacin:

Modulacin de onda continua (CW): AM,FM,PM

Modulacin por pulsos:

anloga: PAM, Pulse-Duration (PDM), Pulse-Position (PPM)

digital: Pulse-Code Modulation (PCM )

NDICE



MODULACIN DELTA




QU ES PCM? Es el mtodo de conversin de seales analgicas a digitales.

CARACTERSTICAS DE LA MODULACIN

DIGITAL - PCM


Es robusta al ruido

Permite una operacin flexible

Permite la integracin de diversas fuentes en un nico

formato.

Posibilita una transmisin segura de extremo a extremo.

La modulacin tambin permite la multiplexacin de seales

(FDM, TDM).

TRANSMISIN EN BANDA BASE:

REPRESENTACIN DE DGITOS BINARIOS Es necesario representar los dgitos binarios PCM por pulsos

elctricos para transmitirlos a travs de un canal en banda

base.

Las formas de onda PCM que se utilizan con mayor

frecuencia se clasifican en los siguientes grupos, o con las

siguientes codificaciones:

No Retorno a Cero (NRZ)

Retorno a Cero (RZ)

Fase Codificada


REPRESENTACIN DE DGITOS BINARIOS Seales No Retorno a Cero (NRZ):

NRZ.- el voltaje no vuelve a cero entre bits consecutivos de valor

uno.

NRZ-L (Nivel) Niveles diferentes para cero y uno. Ej: LgicaDigital

NRZ-M/I (Marca/Invertido) o codificacin diferencial: El uno serepresenta por un cambio de nivel. Ej: Almacenamiento en cintas

magnticas.

NRZ-S (Espacio): El cero se representa por un cambio de nivel.

ACTIVIDAD EN CLASE

Seales las ventajas y desventajas de las

tcnicas de codificacin NRZ.

Represente mediante las diferentes opciones de

la codificacin NRZ la siguiente cadena de bits:

11011100010.


REPRESENTACIN DE DGITOS BINARIOS Seales Retorno a Cero (RZ): se caracterizan porque el

pulso de seal ocupa nicamente la mitad de la duracin del

bit. Se usa en transmisin de datos en banda base y en

almacenamiento magntico.

Unipolar RZ: El uno se representa por un pulso de duracinigual a la mitad del bit, y cero por ausencia de pulso.

Bipolar RZ: El uno y el cero se representan por pulsos depolaridad opuesta de duracin igual a la mitad del bit.

RZ-AMI (Alternate Mark Inversion): Cada uno serepresenta por una inversin en la polaridad del pulso, y stos

duran la mitad del bit. El cero se representa por ausencia depulso. Aplicaciones en telemetra.

ACTIVIDAD EN CLASE


tcnicas de codificacin RZ.


la codificacin RZ la siguiente cadena de bits:

10110001101.


REPRESENTACIN DE DGITOS BINARIOS Seales de Fase Codificada: representa un conjunto de tcnica de

codificacin para mejorar las dificultades de los cdigos NRZ.

Existen dos cdigos.

Manchester: Tiene transicin en la mitad del intervalo de duracin del

bit. Transicin sirve como procedimiento de sincronizacin y de

transmisin de datos. Utilizado por IEEE 802.3 (LAN Ethernet con bus

CSMA/CD)

1: Transicin de alto a bajo en mitad del intervalo.

0: Transicin de bajo a alto en mitad del intervalo.

Manchester Diferencial: Tiene transicin en la mitad del intervalo

del bit, pero dicha transicin es slo para proporcionar sincronizacin.

Utilizado por IEEE 802.5 (LAN paso de testigo en anillo Token ring)

0: Transicin al principio del intervalo del bit.

1: Ausencia de transicin al principio del intervalo del bit.

ACTIVIDAD EN CLASE


tcnicas de codificacin Manchester y

Manchester Diferencial.


la codificacin Manchester y Manchester

Diferencial la siguiente cadena de bits:

10011001100.


REPRESENTACIN DE DGITOS BINARIOS

Por qu tantos cdigos? Qu examinar?

Cada cdigo dispone de caractersticas diferentes que

lo hacen ms adecuado para ciertas aplicaciones en

desmedro de otras.

Componente DC.

Capacidades inherentes de sincronizacin y de

proporcionar seal de reloj.

Deteccin de Errores.

Compresin de Ancho de Banda.

Codificacin Diferencial.

Inmunidad al Ruido.

ACTIVIDAD EN CASA

Consulte sobre las siguientes tcnicas de

codificacin:

Cdigos 5B6B

Cdigos pseudoternarios

Cdigos 4B3T

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS SISTEMAS

DIGITALES SOBRE LOS ANALGICOS

VENTAJAS.-

Mayor facilidad de regeneracin de seales digitales.

Circuitos digitales sujetos a menos distorsin e interferencia.

Tasas de error extremadamente bajas son posibles,

produciendo alta fidelidad en la seal a travs del uso de

tcnicas digitales de deteccin y correccin de errores.

Mayor confiabilidad y menor costo de produccin de circuitos

digitales.

Facilidad en la combinacin de seales usando

multiplexacin por divisin en el tiempo.

DESVENTAJS.-

La deteccin digital requiere sincronizacin de sistema.

MODELO DE UN SISTEMA DE

COMUNICACIONES

PROCESOS EN UN SISTEMA DIGITAL DE

COMUNICACIONES

Adems de la codificacin de la fuente y la codificacin de

canal, existen otros procesos en un sistema digital de

comunicaciones, como por ejemplo:

Encriptacin.- evita que el mensaje sea entendido por

usuarios no autorizados y previene que se introduzcan falsos

mensajes. Para lo cual se puede usar cifrado simtrico o

asimtrico.


COMUNICACIONES

Multiplexacin.- combinan seales que pueden tener

diferentes caractersticas o proceder de distintas fuentes de

forma que puedan compartir una porcin de los recursos de

comunicacin.


COMUNICACIONES

Ensanchamiento frecuencial.- puede producir una seal

que es menos vulnerable a la interferencia, y que puede

utilizarse para ampliar la privacidad de las comunicaciones.

El ancho de banda de transmisin est determinado por una

funcin o cdigo que es independiente del mensaje y que es

conocida por el transmisor (secuencia pseudoaleatoria).


COMUNICACIONES

Esquema bsico de un sistema de espectro

ensanchado.-


COMUNICACIONES

Ensanchamiento frecuencial.- puede producir una seal

que es menos vulnerable a la interferencia, y que puede

utilizarse para ampliar la privacidad de las comunicaciones.

El ancho de banda de transmisin est determinado por una

funcin o cdigo que es independiente del mensaje y que es

conocida por el transmisor (secuencia pseudoaleatoria).

NDICE



MODULACIN DELTA




MUESTREO El mtodo ms comn para realizar la transformacin de la

seal anloga a su versin muestreada se denomina

muestreo y retencin (sampling and hold).

Teorema del muestreo.- Una seal limitada en banda que

no tiene componentes espectrales sobre fm Hz puede

determinarse nicamente por valores muestreados a

intervalos regulares de Ts segundos, donde Ts1/(2fm).

fs=1/Ts se denomina frecuencia de muestreo

fs=2fm se denomina frecuencia de Nyquist.

Ts=1/fs se denomina intervalo de Nyquist.

El criterio de Nyquist es tericamente una condicin

suficiente para que una seal anloga pueda reconstruirse

completamente a partir de un conjunto de muestras

uniformemente espaciadas en tiempos discretos.

MODULACIN DELTA Aparece en los aos 40 para aplicaciones en telefona, otro

nombre actual que recibe es Modulacin de anchura de pulso

(PWM).

La modulacin Delta se define como una alternativa vlida

para sistema con Modulacin de impulsos codificados PCM,

en la misma se sobremuestrea la seal mensaje

intencionalmente para permitir el uso de una estrategia de

cuantificacin simple, para la construccin de la seal

codificada.

El sobremuestreo consiste en utilizar una frecuencia de muestreo

mayor (generalmente sustancialmente mayor) que la frecuencia de

Nyquist.

MODULACIN DELTA PRINCIPIO DEFUNCIONAMIENTO

La modulacin Delta, cuantifica de forma diferencial, teniendo en

cuenta la muestra anterior. Para ello se compara el valor de la

seal en el instante de muestreo actual con el valor cuantificado en

el instante de muestreo anterior. Si la seal en el instante de

muestreo actual es mayor que el valor cuantificado en el instante

de muestreo anterior ser por que la seal est creciendo y, por lo

tanto, el valor cuantificado actual ser el valor anterior ms un

valor . Si ocurre lo contrario, ser el valor anterior menos .

REPRESENTACIN MATEMTICA PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Donde:

e[n]: Seal de error, representa la diferencia entre la seal

muestreada m[n] y la ltima aproximacin mq[n-1]

eq[n]: Versin cuantificada de e[n]

Sgn: Funcin signo

MODULADOR DELTA

El modulador Delta se genera a partir de la aplicacin

directa de la versin muestreada de la seal mensaje al

modulador, que involucra las funciones de comparador,

cuantificador y acumulador.

Comparador: Calcula la diferencia entre las dos entradas

separadas en el tiempo Ts.

Cuantificador: Es un limitador simple con relacin de 1 slo

escaln de entrada / salida, afectado por la funcin signo.

Acumulador: Produce el siguiente resultado.

DEMODULADOR DELTA /DELTA

ADAPTATIVO

La escalera aproximada mq[n], es reconstruida, pasando la

secuencia de pulsos producidos a la salida del decodificador a

travs de un acumulador. El ruido de cuantificacin fuera de

banda es rechazado por el filtro pasa bajos. El DM tiene dos

tipos de error de cuantificacin:

Sobrecarga de pendiente: Se da cuando la velocidad de cambio

es muy grande, se reduce aumentando la altura de los escalones.

Ruido granular: Es por la utilizacin de un escaln muy alto

grande en tramos donde la seal tiene poca variacin. Se reduce

disminuyendo la altura de los escalones.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA

MODULACIN DELTAVENTAJAS.-

Sustituye tanto a la cuantificacin como a la codificacin

tradicional. Se utiliza sobre la seal muestreada, es decir, no

hay que cuantificar previamente.

Esta modulacin permite seguir seales de cualquier

amplitud. Adems el equipo transmisor y el receptor son

muy sencillos.

Es simple de implementar.

Es una alternativa vlida para sistemas PCM.

DESVENTAJAS.-

Presenta ruido granular, sobrecarga de pendiente.

Necesita una frecuencia de muestreo varias veces superior a

la de Nyquist,esto es para que la prediccin del valor

anterior sea apropiada.

PREGUNTAS?

1. modulación y transmisión de pulsos en banda base_parte2

Documents