Una herramienta para crear, procesar y almacenar señales digitales
La modulación por pulsos es una técnica de modulación que consiste en variar algún parámetro de una señal periódica (como la amplitud, la frecuencia, la posición o el ancho) para transmitir información o controlar la potencia de los motores eléctricos; mientras que el muestreo es un proceso de medición del valor instantáneo de una señal analógica en forma discreta. Está presente en casi todos los tipos de sistemas de comunicación digital que ayudan a convertir una señal analógica en una señal digital.
Esta antología está compuesta por dos tópicos principales: la modulación por pulsos y sus tipos, y el muestreo con sus principales conceptos.
La modulación de pulsos es una técnica que modifica las características de una señal de pulso periódica, como su amplitud, ancho o posición, para codificar información o controlar la cantidad de energía que se envía a una carga.
La modulación de pulsos puede ser analógica o digital, dependiendo de si los pulsos modulados son continuos o discretos. Algunos ejemplos de modulacióndepulsosson:
Modulación de ancho de pulso (PWM),enlaqueelanchoo duracióndelospulsosvaríasegún laseñalmoduladora.
Gráfica Voltaje vs. Tiempo en ciclos (Hz) de una modulación por ancho de pulso.
Modulación por posición de pulso. Nótese la variación en los tiempos de los pulsos a medida que la señal de modulación cambia.
Modulación de posición de pulso (PPM), en la que la posición o temporización de los pulsos varía segúnlaseñalmoduladora.
Modulación de código de pulso (PCM), en la que los pulsos se codifican en dígitos binarios de acuerdo con la señal de modulación.
Representación de una onda analógica y su transformación en una secuencia de bits (onda digital).
El muestreo en los sistemas de comunicación es el proceso de medir el valor instantáneo de una señal analógica a intervalos regularesyconvertirlaenunaforma discreta. El muestreo se realiza mediante un dispositivo denominado muestreador, que puedeseranalógicoodigital.
El muestreo es necesario para convertir señales analógicas enseñalesdigitalesquepuedenser procesadas, almacenadas y transmitidas por dispositivos digitales. El muestreo también se utiliza para reducir la cantidad de datos y el ancho de banda necesariosparalacomunicación.
Algunos de los conceptos y técnicas relacionados con el muestreo en los sistemas de comunicaciónson:
Teorema de muestreo: es un teorema que establece la frecuencia o tasa de muestreo mínima requerida para reconstruir una señal analógica a partir de sus muestras sin distorsión o pérdidadeinformación.
La frecuencia de muestreo debe ser al menos el doble del componente de frecuencia más alta de la señal analógica, que se denomina frecuencia de Nyquist.
Acontinuaciónunvideo explicativosobreelteoremade muestreodeNyquist.Créditosa AndrésCamacho,profesordela UniversitatPolitècnicadeValència.
Aliasing: Es un fenómeno que ocurre cuando la frecuencia de muestreo es más baja que la frecuencia de Nyquist, lo que hace que los componentes de alta frecuencia de la señal analógica aparezcan como componentes de baja frecuencia en la señal muestreada. Esto da como resultado distorsión y pérdida de información en la señal reconstruida.
El aliasing se puede evitar mediante el uso de un filtro antialiasing, que es un filtro de paso bajoque elimina los componentes de alta frecuencia de la señal analógicaantesdelmuestreo.
Cuantificación: un proceso que asigna un valor o nivel discreto a cada muestra de la señal analógica, en función de un conjunto predefinido de valores o niveles denominado escala de cuantificación. La cuantificación se realiza mediante un dispositivo denominado cuantificador, que puedeseruniformeonouniforme.
La cuantificación introduce un error o ruido en la señal muestreada, quesedenominaerror o ruido de cuantificación. El error de cuantificación se puede reducir aumentandoelnúmerodeniveleso bits por muestra, lo que se denomina resolución o profundidad debitsdelcuantificador.
Codificación:esunproceso que asigna un código osímbolo binarioacadanivelovalor cuantificadodelaseñal muestreada,enfuncióndeun conjuntopredefinidodecódigoso símbolosdenominado esquema de codificación.
Lacodificaciónserealiza medianteundispositivollamado codificador,quepuedesernatural ononatural.Lacodificaciónfacilita latransmisiónyelalmacenamiento deseñalesdigitalesal reducir la redundancia yaumentarla eficiencia.
Posada Contreras, J. (2005). Modulación por ancho de pulso (PWM) y modulación vectorial (SVM). Una introducción a las técnicas de modulación. Revista Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones. Recuperado de: https:// personales.unican.es/perezvr/pdf/CH7ST_Web.pdf
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