Slides PCM

  • View
    10

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Modulaçao por Codigo de Puso

Text of Slides PCM

Comparativo de Desempenho entre as ANN: MLP e RBF

Modulao por Cdigo de Pulso (QUANTIZAO E CODIFICAO)

Disciplina: Processamento Digital de SinaisProf. Dr. Suzete CorreiaJoo Pessoa-PBPCM- Modulao por Cdigo de PulsoTransforma um sinal analgico em digital para que o sistema digital armazene as informaes;

Fig.1 Codificao PCM

ETAPASAmostragem a medio da informao analgica em intervalos regulares de tempo que devem respeitar a frequncia de Nyquist;

Um sinal mesmo aps a filtragem, sempre ir ter banda de frequncia infinita, portanto contm frequncias superiores a frequncia de Nyquist. Ento, no processo de amostragem sempre ocorre uma sobreposio das frequncias que esto acima de fa/2 resultando em uma pequena degradao do sinal;fa= 2fMQuantizao feita por um circuito chamado conversor analgico-digital A/D ou ADC;Ele transforma uma amplitude de um sinal de tempo contnuo em tempo discreto, que possui um conjunto finito de possveis nveis;A quantizao um processo no qual as amostras individuais do sinal de informao so arredondadas para o nvel de tenso de referncia mais prximo.A quantidade de nveis a ser utilizada depende do nmero de bits do cdigo final utilizado e o intervalo entre os nveis pode ser uniforme ou variar conforme a amplitude.No PCM temos 256 nveis de quantizao que utiliza a codificao binria, onde cada amostra ser representada.A quantizao pode ser dividida em dois tipos: uniforme e no-uniforme;

Quantizao

Sinal ErroComo o sinal original arredondado para um nvel de quantizao mais prximo, ento acrescentado um erro. Este erro chamado de Erro de Quantizao. Ele pode ser reduzido com a diminuio do passo de quantizao , ou seja, aumentando o nmero de nveis de quantizao existentes entre os limites das amplitudes do sinal;O valor do erro est entre /2 e /2;Ele fundamental no desenvolvimento de sistemas telefnicos pois atravs dele medido o desempenho do sistema.

Sinal Erro

Relao Sinal RudoPor causa da limitao da representao do sinal, existir sempre a presena de um rudo de quantizao no sinal quantizado que conhecido como relao sinal rudo. Quanto maior o nmero de bits maior ser a relao sinal rudo e melhor ser a qualidade do sinal, pois o passo de quantizao si reduzir.Esta relao sinal rudo dada por:SNR 6.b-1.25, Logo, percebe-se que com o aumento de um bit, a relao sinal rudo aumenta em 6dB

Quantizao UniformeOcorre quando o passo de quantizao constante em toda faixa de amplitude do sinal. O passo de quantizao a diferena entre um intervalo de quantizao e o prximo, deve-se aproximar cada valor da amostra para o nvel de referncia mais prximo;Nesta quantizao temos uma maior probabilidade de erro, pois as amostras esto mais afastadas e a amplitude maior em relao a quantizao no uniforme;

Quantizao Uniforme

Onde: q = n de nveis de quantizao = 2/q, passo de quantizaob = n de bits da quantizaoq = 2b

Quantizao uniformeExemplo de quantizao uniforme para 16 nveis e 4 nveis

Quantizao No-uniformeNesta quantizao o tamanho do intervalo determinado pelo passo de quantizao encontrado pra o menor sinal codificado; Geralmente utiliza-se passos de quantizao menores nas baixas amplitudes do que nas amplitudes maiores, para que se reduza o nmero de bits necessrios mantendo a relao sinal-rudo e a faixa dinmica dentro do proposto. Esta quantizao mantm uma qualidade superior a anterior.Deve atender a uma das leis, dependendo do pas;

Quantizao no-uniforme

Lei utilizada no Japo e na Amrica;Ela mostra que o grau de compresso pode variar de acordo com o sinal de , possui o intervalo de quantizao na origem, para diminuir o rudo de canal vazio;O parmetro = 255 utilizado em circuitos que utilizam a compresso na forma digital, sendo a curva aproximada atravs de 8 segmentos de reta na parte positiva e negativa. Como os segmentos positivos e negativos que comeam na origem so colineares, eles formam um nico segmento, de modo que no total temos a curva aproximada por 15 segmentos

Lei

Lei AA lei A utilizada pelos pases da Europa, Amrica do Sul, frica e em rotas internacionais; Ela diz que compresso linear para pequenos sinais e revertida em logartmica para sinais grandes, tambm possui o primeiro intervalo de quantizao na origem, de maneira que apresenta um rudo de canal vazio maior que o da Lei ;Os sistemas que empregam a Lei A utilizam o parmetro A = 87.6, e aproximam a curva atravs de 8 segmentos de reta na parte positiva e negativa. Como os 2 primeiros segmentos positivos e negativos so colineares, eles formam um nico segmento, de modo que no total temos a curva aproximada por 13 segmentos.Lei A

Leis A e :

Aplicao da Lei A, para um tenso de 8 Volts

Aplicao da Lei A, para uma tenso de 10 Volts

Codificao Operao pela qual cada nvel de quantizao associado a uma combinao de dgitos binrios formando um cdigo reestabelecido. Existem diversos tipos de circuito que realizam a codificao digital de um sinal. Os codificadores mais utilizados so aqueles que empregam a comparao de tenso entre valores de referncia e a amplitude da amostra para a obteno do cdigo.

Codificao de PCMTransforma a amostra quantizada em um nmero codificado em cdigo binrio; Estes cdigos esto associados a cada segmento e a cada nvel do segmento, sendo que possumos 7 segmentos e cada segmento possui 16 nveis.

SegmentoCdigo Binrio10001001201030114100510161107111Codificao12345678polaridadesegmentonvel do segmentoOnde: Bit 1 Polaridade;Bit 2, 3, 4 Segmento: de I a VII;Bit 5, 6, 7, 8 Nvel do segmento: de 1 a 16. Indica o nvel em que a amostra foi quantizada no segmento.Tabela de Codificao

Fonte: [4]Exemplo de CodificaoAmostra 548

Amostra 2589

Amostra 2885110100011111010111110101Referncias CARVALHO, M. R. Comunicaes Analgicas e Digitais. Rio de Janeiro: ARTE & IDEIA, 2009.INSTITUTO FEDERAL DE SANTA CATARINA - IFSC. PCM: Modulao por Cdigo de Pulso: Detalhes da Aplicao para Telefonia Digital. Disponvel em: http://www.sj.ifsc.edu.br/~fabiosouza/Tecnologo/Telefonia%202/Modulacao_PCM_v2006.pdf . Acesso em: 12 de abril. 2015.INSTITUTO FEDERAL DE SANTA CATARINA - IFSC. Telefonia Digital: Modulao por Cdigo de Pulso. Disponvel em: http://www.feng.pucrs.br/~jmiguel/_comdig/Modulacao%20PCM.pdf. Acesso em: 11 de abril. 2015.UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARAN - UFPR. Codificao de fala PCM & ADPCM. Disponvel em: http://www.eletrica.ufpr.br/marcelo/TE072/022007/Felipe-PCM.pdf. Acesso em: 11 de abril. 2015.UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE - UFRN. Apostila PCM. Disponvel em:http://www.dee.ufrn.br/pcm.pdf. Acesso em: 11 de abril. 2015.