Antología

Compilador: Diosmary Gamero

Sistema de Transmisión ANTOLOGÍA

MODULACIÓN POR PULSOS

Introducción

La evolución de los sistemas de comunicación digital viene marcada por la evolución de las tecnologías en el campo de las telecomunicaciones. Los sistemas de comunicación digital precisan de un canal de transmisión de mayor ancho de banda que el analógico, para transmitir la misma información.

En la actualidad la demanda de nuevos servicios, tales como audio y video de alta calidad, correo electrónico, videotelefonía y servicios de Internet, han llegado nuestras manos ya que se trata de un método muy sencillo, permitiendo a los usuarios transmitir y compartir mensajes de manera mucho más rápida, dinámicas y fácil de acceder.

Modulación por Pulsos

Forma parte del procesamiento de señal, su transmisión en distancias es muy pequeña. Si se quiere que la transmisión logre alanzar mayores a distancias, debe modular una portadora RF.

La modulación por pulsos desarrollo una serie de Modulaciones Analógicas y Digitales.

Analógicas

La Modulación por Amplitud de Pulso (PAM)

La Modulación del Ancho de Pulso (PWM)

La Modulación de la Posición de Pulso (PPM).

Digitales

Modulación por Codificación de Pulsos (PCM).

W.M. Miner, quién fué un ingeniero eléctrico que utilizó un conmutador electromagnético para la multiplexación con el que aplicó la tecnología a la telefonía, con ello se pudo obtener la modulación por amplitud de pulsos, que a su vez eran conversaciones inteligibles de canales muestreados a una tasa sobre 3500 - 4300 Hz.

Formulación de la Modulación por Pulsos

Modulación Analógica

Modulación por Amplitud de Pulso (PAM)

Se basa en una señal muestreada de retención, que se detecta y se puede generar fácilmente. ya que permite cambiar la amplitud de una señal de frecuencia fija, en función del símbolo a transmitir.

Existe una técnica llamada La Multiplexación por División de Tiempo (TDM), en el que su espacio de tiempo en blanco entre los pulsos de amplitud transmitidos es uniforme, también pueden insertar señales de mensajes como la transmisión de señales multiplexadas, dado que la frecuencia de muestreo es uniforme, esto permite transmitir varios mensajes simultáneamente en un canal.

Modulación por Ancho de Pulso (PWM):

Esta modulación permite regular la cantidad de corriente y de potencia al dispositivo al que desee controlar, al activarse y desactivarse de manera constante se asimila su trabajo a como función un interruptor. A mayor amplitud de la señal inicial mayor anchura en el pulso, dicho esto a amplitud y la separación de los pulsos permanecerán constante, a diferencia de la anchura que varía de acuerdo a la amplitud de la señal analógica.

La modulación PWM se efectúa con circuitos integrados capaces de generar circuitos para juguetes, ciertas aplicaciones, controles de motores y electrodomésticos, esta modulación se pueden conocer estos dos dispositivos: los motores CC y las fuentes de luz en CC.

Fuentes de luz en CC

Modulación de la Posición de Pulso (PPM)

En esta modulación se utiliza un circuito de diente de Sierra, un comparador y un circuito monoestable. Se distingue fácilmente la señal e pulso del ruido en amplitud, ya que la inmunidad al ruido es elevada.

Circuito de diente de sierra

Modulación Digital

Circuito monoestable

Modulación por Codificación de Pulsos (PCM)

Es la modulación más utilizada, ya que es el método e conversión de señales analógicas a señales digitales, se comunica a través de un esquema de telecomunicaciones digital estándar de alta velocidad. Este circuito digital es relativamente económico, se puede utilizar para diferentes aplicaciones, requiere de un ando de banda más amplio que el de las técnicas analógicas.

Muestreo

Es un proceso que ejerce cada uno de los sistemas de modulación de pulsos, como por ejemplo, las técnicas de: PMA, PWM, PMM y PCM, cuentan con este proceso de muestreo. Una señal analógica continua en el tiempo, se convierte en una secuencia de muestras discretas de la señal a intervalos regulares.

El teorema de muestreo establece que: Una señal continua, de energía finita y limitada en banda, sin componentes espectrales por encima de una frecuencia fmax, queda descrita completamente especificando los valores de la señal a intervalos de 1/2fmax segundos. La señal así muestreada puede recuperarse mediante un filtro de paso bajo. La frecuencia 2fmax se designa como frecuencia de Nyquist.

Muestreo de PWM

Se expresa como Modulación de Duración de Pulso (PDM), su valor paramétrico será diferente de cero f (t)=0. El teorema de muestreo indica que la señal f (t) se muestrea en forma periódica a una tasa muy alta.

La operación de muestreo genera una señal PAM decreta plana, señal analógica que puede ser cualquier número infinito de niveles.

Muestreo de PCM

Cuantificación de un muestro

La cuantificación utiliza valores infinitos que se aproximen al valor muestreado de la onda analógica, este valor que será permitido reemplazará a la muestra. Sus valores tienden a ser positivos y negativos.

Positivos

Negativos

Se debe asignar un valor discreto a cada uno de los niveles de tensión en el muestreo. Como las muestras pueden tener un infinito número de valores en la gama de intensidad de la voz, gama que en un canal telefónico es de aproximadamente 60 dB, o, lo que es lo mismo, una relación de tensión de 1000:1, con el fin de simplificar el proceso, lo que se hace es aproximar al valor más cercano de una serie de valores predeterminados.

Codificación de un muestro

Codificar es asignar una palabra de código a cada valor permitido. A cada nivel de cuantificación se le asigna un código binario distinto, con lo cual ya tenemos la señal codificada y lista para ser transmitida. La forma de una onda.

El valor de una muestra se debe a la Codificación lineal, este valor de muestreo representa directamente el favor de la señal analógica multiplicada por un factor constante. Se implementara fácilmente, en bajas amplitudes el ruido será audible, y en altas amplitudes será menos audible.

Altas Amplitudes

Bajas Amplitudes

Conclusión

La comunicación digital se ha convertido en un pilar fundamental en la evolución de la inteligencia artificial, su simplicidad de diseño de los circuitos digitales y la facilidad con que se pueden aplicar las técnicas de circuitos integrados a los sistemas digitales, son ventajas que caracterizan a dicha sistema, también cuentan con la posibilidad de preservar la intimidad con el uso de una codificación criptográfica, la posibilidad de mezclar y transmitir señales procedentes de diversos servicios, la posibilidad de regeneración de la señal transmitida, etc.

Facilidad de multiplexación, la mejor respuesta ante relaciones señal-ruido bajas, casi todas las señales analógicas pueden convertirse a señales digitales, debido a la alta inmunidad al ruido, es prácticamente independiente la calidad de la transmisión con la longitud del enlace.

Referencias Bibliográficas

Pérez C. “Modulación de Pulsos”. Universidad de Cantabria.

Vicioso J. (2013). “Teorema del muestro y PCM”.

Slideshare.net.

Napier J. (2012). “Modulación de pulsos”.

slideshare.net.