Telefonia Analógica e Digital

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TELEFONIA ANADIGI
MODULAÇÃO POR CÓDIGO DE PULSO 
- PCM -
Técnica mais conhecida para realizar a
conversão de um sinal analógico em sinal
digital.
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MODULAÇÃO POR CÓDIGO DE PULSO 
- PCM -
Alec Harley Reeves
Foi um cientista britânico
mais conhecido por sua
invenção da modulação
por código de pulso. Ele
recebeu 82 patentes
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TELEFONIA ANADIGI
Uma grande vantagem da modulação
PCM é o fato de transformar a
informação em um sinal digital, o que
possibilita o seu processamento a um
menor custo e maior confiabilidade
através de circuitos digitais.
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O uso da informação digitalizada possibilitou
o surgimento de uma enorme gama de
aplicações como:
RDSI
Voz e imagem na internet
Telefonia digital fixa e celular,
TV digital,
Rádio digital,
Áudio-CD,
DVD,
Vídeo Telefonia, etc.
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A modulação PCM consiste basicamente de
três operações separadas:
Amostragem,
Quantização
Codificação
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Amostragem,
Informação analógica é medida
(amostrada) em intervalos regulares de
tempo.
Qual deve ser a Frequência de Amostragem - fa?
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Teorema de Nyquist ou da Amostragem
Domínio do tempo
“um sinal que tem uma frequência máxima fm é
determinado de modo único pelo valor das
amostras tomadas a intervalos de tempo menor
que 1/(2fm) ”
Domínio da Frequência
“um sinal que tem uma frequência máxima fm
mantem todas as suas informações se for
amostrado a uma frequência (fa) maior que duas
vezes a frequência máxima do sinal. (fa > 2fm) ”
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Teorema da Amostragem
A voz humana consiste no som produzido
pelo ser humano usando suas cordas
vocais para falar, cantar, gargalhar, chorar,
gritar, etc.
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Teorema da Amostragem
O ouvido humano sadio é capaz de
perceber sons no intervalo de frequência
que vai de 20 Hz até 20 kHz, e a voz
humana é capaz de emitir sons no
intervalo de frequência que vai de 80 Hz
até 12 kHz.
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Teorema da Amostragem
Estudos comprovaram que transmitindo as
frequências dos sinais de voz na faixa de
300 Hz a 3.400 Hz seria possível um perfeito
reconhecimento das palavras pelo
interlocutor.
É nesta região que se concentra a maior 
energia do sinal. 
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Teorema da Amostragem
Energia do sinal de voz concentrada na 
frequências mais baixas.
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Teorema da Amostragem
Energia do sinal de voz concentrada na 
frequências.
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Teorema da Amostragem
Sua frequência varia entre 300 e 3400 Hz.
Assim:
fm = 4000 Hz fa = 2fm = 8000 Hz
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Qual deve ser a Frequência de Amostragem - fa?
fa = 8000 Hz e Ta = 1/8000 => Ta = 125 µS
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Cada amostra, após medida e ajustada
(quantizada) é convertida em um
número binário de 8 bits.
O resultado deste processo é um fluxo
de 64 kbits/s (8.000 amostras por
segundo x 8 bits).
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Quantização
Quantizar consiste em “medir”
eletronicamente as alturas dos pulsos
recebidos do estágio amostrador em “n”
níveis fixados.
A intensão é obter de cada altura medida
inicialmente 13 bits, sendo 1 de paridade
(+/-) e 12 derivados da amostra.
Posteriormente os 13 bits serão submetidos
a uma compressão e reduzidos a 8 bits.
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Quantização
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Os sistemas de comunicações apresentam
4096 níveis de quantização positivos e 4096
níveis de quantização negativos.
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Erro de quantização
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Erro de quantização
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Codificação
Os valores aproximados obtidos são
codificados através de uma sequência de
bits.
Para a recuperação da informação
original, deve ser feita a inversão do
processo através da decodificação e uma
filtragem.
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Compressão Digital – E1
(0 a 31)
(32 a 63)
(64 a 128)
(128 a 255)
(256 a 511)
(512 a 1023)
(1024 a 2047)
(2048 a 4095)
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Compressão Digital – E1
Exemplo 1
Realizar a compressão 13 bits para 8 bits de: a) 1011010001110
i – Código de 13 bits: 1011010001110
ii – Separa o bit polaridade: 1
iii – Código de 12 bits: 011010001110
iv – Verificação do Intervalo: (011010001110)2 = (1678) 10
v – Escolha do 7ª Intervalo – (1024 a 2047) A = 0011 11000000
B = 110 0000
N = 64 = 2
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Compressão Digital – E1
Exemplo
Realizar a compressão 13 bits para 8 bits de: a) 1011010001110
vi – “E“ lógico com “A” 0110 10001110
0011 11000000
0010 10000000
v – Escolha do 7ª Intervalo – (1024 a 2047) A = 0011 11000000
B = 110 0000
N = 64 = 26
vii – N = 64 = 2 ( 6 casas à direita) 0010 10000000 = 0010106
viii – “OU” lógico com “B” (110 0000 ) + 001010 = 1101010
ix – Adicione o bit de polaridade “1” e teremos a compressão 13 para 8
bits 11101010
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Compressão Digital – E1
Exemplo 2
Realizar a compressão 13 bits para 8 bits de: a) 0111010001010
i – Código de 13 bits: 0111010001010
ii – Separa o bit polaridade: 0
iii – Código de 12 bits: 111010001010
iv – Verificação do Intervalo: (111010001010)2 = (3722) 10
v – Escolha do 8ª Intervalo – (2048 a 4095) A = 011 1100 00000
B = 111 0000
N = 128 = 2
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Compressão Digital – E1
vi – “E“ lógico com “A” 1110 10001010
0111 10000000
0110 10000000
vii – N = 128 = 2 ( 7 casas à direita) 0110 10000000 = 011017
viii – “OU” lógico com “B” (111 0000 ) + 01101 = 1111101
ix – Adicione o bit de polaridade “1” e teremos a compressão 13 para 8
bits 01111101
v – Escolha do 8ª Intervalo – (2048 a 4095) A = 011 1100 00000
B = 111 0000
N = 128 = 2
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Exemplo 2
Realizar a compressão 13 bits para 8 bits de: a) 0111010001010
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Compressão Digital – E1
Exercícios
Realizar a compressão 13 bits para 8 bits de:
a)0011011001010
b)0100011001000
c)0001011001111
d)0011011001011
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