Aula8 PCM

  • View
    2.373

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Telefonia

Text of Aula8 PCM

PCMPulse Code ModulationProfs: Paulo Jos da Costa Cunha e Selmar Tarcsio Mendes

Telefonia

Digitalizao dos sinais analgicosNecessrio para a transmisso de sinais em meio digital. O sinal a ser transmitido passa pelas seguintes etapas:

Amostragem

Quantizao

Codificao

Telefonia

Amostragem Critrio de Nyquist Para que um sinal possa ser corretamente reconstrudo, a sua maior freqncia dever ser menor do que a metade da taxa de amostragem. Fa > 2 * Fmax chama-se tambm Fmax de Nyquist frequence

Trade-off Quanto maior a taxa, mais precisa a amostragem, no entanto maior a quantidade de informao a ser armazenadaTelefonia

Aliasing: Surgimento de freqncias esprias (diferentesda original) quando o sinal no est corretamente amostrado

Amostragem

Telefonia

AmostragemFiltro anti-Aliasing: Caractersticas Passa-baixas usado antes da converso A/D para que nenhuma freqncia acima de Fa/2 esteja presente no sinal, provocando aliasingpassa ampl. atenua freqncia de corte (fc) freq.

Filtro passa-baixasInclinao (dB/oitava)

1 0

fc

Telefonia

AmostragemPara aplicaes em telefonia a frequncia de amostragem :

T=125sCaso as amostras no sejam transmitidas com pulsos de diferentes amplitudes, mas com palavras de cdigos binrios tem-se a:

Telefonia

QuantizaoO sinal PAM ainda uma forma de sinal analgico. No sistema PCM 30 utiliza-se 8 bits para codificao. So utilizados 256 intervalos de quantizao. (28) Valores de deciso

Erro de QuantizaoA diferena entre o valor quantizado e o valor real chamado Erro de Quantizao. O Erro de Quantizao tanto menor quanto maior for o nmero de intervalos de quantizao .

Telefonia

Quantizao

Telefonia

Rudo de QuantizaoA relao sinal/rudo de quantizao depende da largura do nvel de quantizao. Para reduzir a largura do nvel de quantizao deve-se utilizar um conversor A/D com maior nmero de bits A cada bit acrescentado, a largura do nvel de quantizao reduz-se a metade e tem-se uma reduo de 6 dB no rudo. S/R = 1,76 + 6N onde N o nmero de bits utilizados O tempo de converso A/D deve ser inferior ao intervalo de tempo entre amostras (125 s). Calcular o rudo de quantizao de um ADC de 8 bits S/R=1,76 + 6x8 S/R=49,76dB

Telefonia

QuantizaoQuantizao Linear: Utiliza intervalos de quantizao demesma largura e distribudos linearmente dentro da faixa de amplitude.

Problema: Erros de quantizao grandes para sinais debaixa amplitude

Quantizao no Linear: Utiliza intervalos de quantizaode larguras diferentes. Pequenos intervalos de quantizao para sinais de pequenas amplitudes Maiores intervalos de quantizao para sinais de amplitudes maiores.

Telefonia

Quantizao linear

Telefonia

Quantizao no linear

Telefonia

O ITU-T recomenda duas curvas de quantizao no lineares: a curva de 13 segmentos (Lei A para o PCM 30)

Quantizao

a curva de 15 segmentos (Lei para o PCM-24) adotada nos EUA

Caractersticas da lei A

Curva de 13 segmentos adotada na Europa e no Brasil. Composta por 7 segmentos de reta na faixa positiva e 7 segmentos de reta na faixa negativa. Cada segmento tem 16 nveis.

Telefonia

Caractersticas da lei AO segmento 1 possui 32 nveis porque composto por dois segmentos com a mesma inclinao. Apesar dele estar localizado acima e abaixo do zero ele forma um nico segmento Entrada : Possui 4096 nveis positivos e 4096 nveis negativos (12 bits + 1 de polaridade). Sada: Possui 128 nveis positivos e 128 nveis negativos (7 bits + 1 de polaridade). O tamanho dos intervalos entre nveis de entrada dobra a partir do 2o segmento. Dentro de um mesmo segmento ele igual. O bit mais significativo indica a polaridade Os bits pares so invertidos para a transmisso

Telefonia

Segmentos e Valores de deciso para sinais na entrada

Telefonia

Lei A de CompressoxA y= 0 x 1 A 1 + ln A1 + ln xA 1 y= x 1 A 1 + ln AOnde: x =sinal na entrada do compressor y =sinal na sada do compressor A=87,6

Telefonia

Exemplos utilizando Lei A

Telefonia

Lei A para codificao

1oPolaridade

2o, 3o, 4oSegmento

5o, 6o, 7o , 8oNvel do Segmento

Palavra PCM

Telefonia

CodificaoO codificador eletrnico atribui a cada amostra uma palavra de 8 bits em correspondncia ao intervalo de quantizao fixado de acordo com a Lei A. Os 128 intervalos positivos e negativos de quantizao so representados em um sistema PCM atravs de um cdigo binrio de 8 bits.

Multiplexao

As palavras de cdigo(8 bits) de diversos sinais so multiplexados no tempo(time slot) em um quadro PCM de 32 posies sendo 30 para transmisso de voz e 2 para sinalizao e controle.

Telefonia

DID

Conectores coaxiais

Telefonia

Telefonia

ResumoTransmisso Limitao da banda do sinal telefnico atravs do filtro passabaixas Amostragem do sinal telefnico resultando em um sinal PAM Quantizao das amostras Codificao das amostras. O sinal telefnico codificado em 8 bits e chama-se PCM Multiplexao no tempo dos diferentes sinais PCM

Telefonia

ResumoRecepoDemultiplexao do sinal PCM multiplexado no tempo Decodificao das palavras cdigo resultando novamente em um sinal PAM. Reconstituio do sinal telefnico analgico original a partir do sinal PAM atravs de um filtro passa baixa.

Telefonia

BibliografiaApostila Siemens : Introduo a comutao digital Telefonia Digital Marcelo Sampaio de Alencar Editora rica Telecomunicaes - Transmisso e Recepo Alcides Tadeu Gomes Editora rica Telecomunicaes: Evoluo e Revoluo Antonio Matins Ferrari Editora rica

Telefonia