Modulação PCM

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SISTEMAS DE INFORMAÇÃO E 
COMUNICAÇÃO 
Modulação por Código de Pulso 
19/10/2017 1 
 Nomes: 
 Ezequiel Américo Timba 
 Francisco Armando Tovela ( ausente ) 
 Titos Filimone Sitole 
 
1.Introdução 
 
2 
 O presente trabalho visa essencialmente proporcionar aquisição de 
conhecimentos que garante a capacidade de concepção referente ao 
tema acima. A palavra pulso no termo Modulação por Código de 
Pulso (PCM) refere-se aos "pulsos" que podem ser encontrados 
na linha de transmissão. A técnica mais conhecida e utilizada 
para realizar a conversão de um sinal analógico em digital é a 
modulação por código de pulso, abreviadamente denominada 
de PCM. 
2. Objectivos 
 
3 
 2.1. Objectivo geral 
 Apresentar (Modulação por Código de Pulso) 
processo de conversão de sinal analógico para digital. 
 2.2. Objectivos específicos 
Definir a Modulação por Código Pulso; 
Elencar as etapas básicas para conversão de um sinal; 
Vantagens, desvantagens e suas aplicações. 
 
 
 3. Metodologia 
 
4 
 Para a realização do presente trabalho que tem como 
tema a Modulação por Código de Pulso recorremos a 
internet, e a conhecimentos adquiridos na cadeira de 
Comunicação de Dados e a alguns manuais relacionados 
com o tema, e ou seja varias bibliografias com 
conteúdos relacionados com a modulação PCM. 
 
 
4. Modulação 
5 
 4.1 Definição 
 Modulação entende-se na técnica de informação/ 
comunicação como sendo a influencia de uma onda com 
uma frequência ωh em geral relativamente alta através de 
um sinal de transmissão dependente do tempo ( notas de 
aula-sistemas de informação e comunicação, 2017). 
 Exemplo: S = X(t){ voz humana}. 
4.2 Modulação por código de pulso 
 4.3 Definição 
6 
 Modulação por Código de Pulso é a técnica mais conhecida e 
utilizada para realizar a conversão de um sinal analógico em digital 
(Manole, 2004). 
 Como convertemos um sinal na tecnica PCM? 
 Na técnica PCM, a conversão (informação) analógica é 
inicialmente medida em intervalos de tempo iguais em seguida é 
aproximado em alguns níveis finitos de amplitude, e finalmente é 
codificado em uma sequência de bits (pulsos). 
 
 
 
 
4.4 Etapas da modulação (PCM) 
 
7 
 Conforme anteriormente já falado/explicado, a 
modulação PCM consiste basicamente em três (3) 
etapas principais, que são: 
 Amostragem; 
 Quantização; e 
 Codificação. 
4.5 Esquema ilustrativa das etapas (PCM) 
8 
Figura 1. – Sistema básico de modulação PCM . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Apostila Promon – Princípios Básicos de PCM, 1997. 
 
 
 4.5.1 Amostragem 
 
9 
 4.5.2 Definição 
 É o processo pelo qual um sinal continuo no tempo é amostrado 
pela medição da sua amplitude em instante do tempo discreto ( 
Sistemas de Telecomunicações I, 2005). 
 A amostragem constitui uma etapa primordial na geração de 
sinais PCM, que é a base para entendermos as hierarquias digitais. 
O que devemos levar em mente é todo o desenvolvimento 
matemático do critério de Nyquist na geração do sinal. 
 
4.5.3 Expressão matemática do teorema de Nyquist 
10 
 Nyquist provou que a frequência mínima de amostragem (fa) é 
igual a duas vezes a frequência máxima (M) do sinal a ser 
transmitido. fa = 2*fM. 
 Onde: 
 (fa) - frequência mínima de amostragem; 
 (fm) - frequência máxima. 
4.5.4 Representação matemática do processo de 
amostragem: 
11 
Onde: 
g(nTs): sinal original (contínuo); 
gδ(t): sinal amostrado (discretizado no tempo); 
δ : função delta; 
Ts: período de amostragem. 
Figura 2: ilustra o princípio da amostragem 
 
12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Jeszensky, P. J. E., Sistemas Telefônicos, Editora Manole, 2004. 
 
 4.6 QUANTIZAÇÃO 
 
13 
 4.6.1 Definição 
 A quantização é um processo no qual as amostras individuais do 
sinal de informação são arredondadas para o nível de tensão de 
referência mais próximo ( Editora Latinoamericana, 2008). 
 Portanto, após um processo de amostragem, a faixa dos valores 
possíveis do sinal é subdividida em intervalos de quantização. 
Em cada intervalo é definido um nível de quantização, o qual 
corresponde a um valor de tensão intermediário do intervalo. 
 
 
4.6.2 Quantização cont… 
 
14 
 A distância entre níveis de quantização , pode ser expressa 
através da seguinte equação: 
 
Onde: 
 ∆ é a distância entre níveis de quantização; 
 A é a amplitude máxima do sinal que assume valores entre -A e A; 
 N é o número de níveis empregado; 
 N = 2b, sendo b o número de bits para codificação de cada amostra. 
 
4.6.3 Quantização cont… 
15 
 Teremos então um erro, no caso de -0,39 V ou +0,61 V 
respectivamente, o erro introduzido neste processo é conhecido 
como erro de quantização ou ruído de quantização, não podendo ser 
evitado, mas apenas minimizado. 
 O erro de quantização é tanto menor quanto maior for o número 
de intervalos de quantização. 
 
 
 Onde: 
 ∆ é a distância entre níveis de quantização. 
 
 
 
4.6.5 Exemplo de um sinal sinusóidal de um ruído 
de quantização 
16 
Figura 3. Mostra o aspecto do erro ou ruído de quantização para um sinal sinusóidal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: http://paginas.terra.com.br/lazer/py4zbz,2017 
 
 4.6.6 Os quantizadores podem ser do tipo: Uniforme (linear) e 
uniforme não linear 
 
Figura 5 : Quantização Uniforme (linear). 
 
onde: 
d = nº de níveis de 
quantização; 
 = 2/(d-1) , passo de 
quantização; 
b = nº de bits da quantização; 
d = 2d. 
 
17 Fonte: Apostila Promon – Princípios Básicos de PCM, 1997. 
 
 4.6.7 Quantização Uniforme (linear). 
 Quando o passo de quantização é constante em toda a faixa de 
amplitude do sinal dizemos que a quantização é uniforme. 
 4.6.8 Quantização não Uniforme 
Quando o passo de quantização não é constante em toda a faixa de 
amplitude do sinal. 
 
 
 
 
Fonte: Apostila Promon – Princípios Básicos de PCM, 1997. 
 18 
 
Figura 6 : Relação da entrada e saída de um quantizador com 7 níveis de quantização. 
 
Onde : 
 |x|<1 
 b = nº de níveis de quantização 
  = 2/(b-1) , passo de quantização 
 b = nº de bits da quantização 
 b = 2b 
 
 
4.6.9 Leis de compressão 
19 
 4.6.9 Quantização do sinal analógico amostrado 
20 
 
Figura 4. – PCM 8 bits quantização 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Apostila Promon – Princípios Básicos de PCM, 1997. 
 
 
 4.7 Codificador 
 
21 
 4.7.1 Definição 
 Codificador é uma operação de processamento de símbolos 
que visa igualmente a melhoria de transmissão em grandes 
distancias ( Editora Latinoamericana, 2008). 
 Como codificamos? 
 A codificação converte a sequencia codificada para forma da 
mensagem original com, possivelmente, alguns erros devido 
a interferência na transmissão. 
 4.7.2 Codificador Cont… 
22 
 Na operação de codificação transforma-se uma 
mensagem digital numa sequencia de símbolos e 
muitos métodos de codificação envolve lógica 
digital em circuitos e símbolos binários, 
correspondes a 0 e1. 
 
4.7.3 ilustracao de Aspetro PCM 
Figura: 7 - espectro PCM 
23 
 
Fonte: http://w3.ualg.pt/~sjesus/aulas/pds/node7.html,2017,14:15.5. Reconstituição do sinal digital em analógico. 
 
 
24 
 A reconstituição correta do sinal analógico, a partir do sinal 
digital, é feita em duas etapas : 
 1 - Decodificação e conversão digital para analógico D/A dos bits 
em amostras PAM. 
 2 - Filtragem do sinal PAM por um filtro passa baixo com 
frequência de corte igual a freqüência de Nyquist (ou seja, metade 
da frequência de amostragem). 
 
 
5.1 Reconstituição do sinal digital em 
analógico cont… 
25 
 
 A decodificação e conversão D/A é feita por um 
conversor digital-analógico DAC, que transforma cada 
grupo de n bits em um pulso PAM com nível analógico 
igual ao valor quantizado. 
 
 
 
 
 
 
5.2 Reconstituição do sinal digital em 
analógico 
 Figura 8. sinal original e sinal reconstruído. 
26 
 http://www.tdps.com.br/wpcontent/uploads/2016/07/Capturar-74.pag 
 
6. Vantagens e desvantagens 
6.1 Vantagens 
 
6.2 Desvantagens 
 
27 
 forma de onda digital (menos 
susceptíveis a interferências e ruídos 
de sinais analógicos); 
 É adequado para transmissão de 
dados binários; 
 Detecção/ correcção de erros; 
 Excelente qualidade; e 
 Simplicidade de implementação. 
 
Maior largura de banda; 
 Altas taxas de transmissão; e 
Elevado custo de equipamento. 
 
7. Aplicações 
28 
 Na telecomunicação; 
Na transmissão telefónica, gravação digital de áudio; e 
Na rádio, 
8. Conclusão 
 
29 
 Tendo em vista a aplicabilidade do processo de digitalização de 
sinais utilizados no dia-a-dia, a análise cuidadosa de cada passo 
intermediário deste processo é essencial para a compreensão do 
sistema como um todo. Como vimos, o processo de quantização 
está directamente relacionado com o tipo de informação que o 
sinal transmite, e todos os passos intermediários do processo de 
digitalização devem ser projectados cuidadosamente de forma 
evitar distorções no sinal. 
 
 
9. Referências Bibliográficas 
 
30 
 
 [1] Jeszensky, P. J. E., Sistemas Telefônicos, Editora Manole, 2004. 
 [2] Wandel & Golterman., Modulação por Código de Pulsos – Técnicas e 
Instrumentos de Medições, Editora Latinoamericana, 1981. 
 [4]Notas de Aula – Sistemas de Telecomunicações I, 2005 disponível em 
http://www.google.com; 
 Sites 
 [5] Http://www.google.com. 
 [7] http://w3.ualg.pt/~sjesus/aulas/pds/node7.html,2009,13 de Outubro de 2014, 
13:40. 
 
 
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