Cuando una señal modulada se altera con el ruido, no existe en el receptor formar alguna de distinguir el valor transmitido exacto. Sin embargo, si sólo se permiten unos pocos valores discretos del parámetro modulado y si la separación entre dichos valores es grande en comparación con la perturbación producida por el ruido, será más sencillo decidir con precisión en el receptor, los valores específicos transmitidos.
En la modulación de pulsos codificados (PCM = Pulse Code Modulation), para concretar lo antedicho, se debe realizar un muestreo de la señal, cuantificar la misma y codificarla.
La señal se muestrea a intervalotes regulares, luego dichos valores se cuantifican a un valor discreto predeterminado más próximo; por último la señal muestreada y cuantificada en amplitud, es codificada.
El codificador convierte las muestras digitales en un código adecuado y de esta forma se genera la correspondiente señal modulada.
La cantidad de niveles de cuantificación depende de la cantidad de bits que se empleen en la codificación, puesto que con n bits tendremos 2n combinaciones posibles.
Como se requieren varios dígitos para cada muestra del mensaje, el ancho de banda en este caso es mucho mayor que el ancho de banda del mensaje.
Posteriormente, la señal obtenida se puede transmitir en ASK, FSK, o PSK.
La transformación de una señal analógica en digital por PCM se realiza mediante 3 pasos:
1) Muestreo
En los sistemas de transmisión de audio, por ejemplo, la señal es transportada de manera continua a lo largo de la portadora. Sin embargo, la pregunta fue si esto era realmente necesario para transmitir la señal completa o si la transmisión del valor de la señal en intervalos regulares pudiera ser eficiente.
Nyquist examino el problema y concluyo que muestras tomadas en intervalos regulares de tiempo pueden ser usadas para transmitir una señal. Una señal continua que no contenga componentes espectrales mayores que la frecuencia B esta determinada en forma única por sus valores en intervalos uniformes menores a 1/2B. Expresado en términos de frecuencia, establece que la "frecuencia de muestreo debe ser mayor o igual al doble de la frecuencia máxima de la señal muestreada"
- Tomando la voz humana como ejemplo, se tiene :
fs= 2fmax
Donde:
fmax= 4kHz Banda de la voz humana
Por lo tanto, las muestras se tomarían a un intervalo de tiempo de 125us.
Ts=1/[2(fmax)]
2) Cuantización
La cuantización representa la amplitud de un muestra por la amplitud del nivel discreto más cercano. Cada valor de muestra tendrá que ser representado por un código. El numero de niveles de cuantización "M" esta estrechamente relacionado con el numero de bits "n" que son necesarios para codificar una señal. En casos prácticos se usan 8 bits para codificar cada muestra, por lo tanto se tiene:
M=2= 256 niveles
3) Codificación
Después de ser cuantizada, la muestra de entrada, esta limitada a 256 valores discretos. La mitad de estas son muestras codificadas positivas, la otra mitad son muestras codificadas negativas. Existen muchos códigos diferentes:
- Natural.
- Simétrico.
1) Muestreo
En los sistemas de transmisión de audio, por ejemplo, la señal es transportada de manera continua a lo largo de la portadora. Sin embargo, la pregunta fue si esto era realmente necesario para transmitir la señal completa o si la transmisión del valor de la señal en intervalos regulares pudiera ser eficiente.
Nyquist examino el problema y concluyo que muestras tomadas en intervalos regulares de tiempo pueden ser usadas para transmitir una señal. Una señal continua que no contenga componentes espectrales mayores que la frecuencia B esta determinada en forma única por sus valores en intervalos uniformes menores a 1/2B. Expresado en términos de frecuencia, establece que la "frecuencia de muestreo debe ser mayor o igual al doble de la frecuencia máxima de la señal muestreada"
- Tomando la voz humana como ejemplo, se tiene :
fs= 2fmax
Donde:
fmax= 4kHz Banda de la voz humana
Por lo tanto, las muestras se tomarían a un intervalo de tiempo de 125us.
Ts=1/[2(fmax)]
2) Cuantización
La cuantización representa la amplitud de un muestra por la amplitud del nivel discreto más cercano. Cada valor de muestra tendrá que ser representado por un código. El numero de niveles de cuantización "M" esta estrechamente relacionado con el numero de bits "n" que son necesarios para codificar una señal. En casos prácticos se usan 8 bits para codificar cada muestra, por lo tanto se tiene:
M=2= 256 niveles
3) Codificación
Después de ser cuantizada, la muestra de entrada, esta limitada a 256 valores discretos. La mitad de estas son muestras codificadas positivas, la otra mitad son muestras codificadas negativas. Existen muchos códigos diferentes:
- Natural.
- Simétrico.
