LABORATORIO DE COMUNICACIONES DIGITALES REPORTE DE LA PRACTICA NO.4

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN 
LABORATORIO DE COMUNICACIONES DIGITALES GRUPO: 1759 D
PRACTICA NO.4 “MODULACION PCM”
PROFESOR: ÁNGEL HILARIO GARCÍA BACHO
ALUMNO: JORGE ANTONIO JIMENEZ BERNAL
FECHA DE ELABORACION: 13/10/16
FECHA DE ENTREGA: 20/10/2016
SEMESTRE 2017-I
TEMA
Tema 2. Transmisión en banda base.
OBJETIVOS
· Usar el módulo codificador PCM en el Emona FOTEx para convertir lo siguiente a PCM:
una tensión continua fija, una tensión continúa variable y una señal de cambio continuo.
· Verificar el funcionamiento de la codificación PCM
INTRODUCCION
La modulación por impulsos codificados (MIC o PCM por las siglas en inglés de Pulse Code Modulation) es un procedimiento de modulación utilizado para transformar una señal analógica en una secuencia de bits (señal digital), método inventado por el ingeniero británico Alec Reeves en 1937 y que es la forma estándar de audio digital en computadoras, discos compactos, telefonía digital y otras aplicaciones similares. En un flujo MIC la amplitud de una señal analógica es muestreada regularmente en intervalos uniformes, y cada muestra es cuantizada al valor más cercano dentro de un rango de pasos digitales.
Figura 1: Muestreo y cuantificación de una onda senoidal (roja) en código MIC (PCM) de 4-bits
En la Figura 1 una onda senoidal , es muestreada y cuantificada en MIC. Se toman las muestras a intervalos de tiempo regulares, mostrados como líneas verticales de color gris. Para cada muestra, es elegido uno de los posibles valores (en el "eje y") mediante determinado algoritmo. Esto produce una representación totalmente discreta de la señal de entrada (puntos azules) que se puede codificar fácilmente como datos digitales para el almacenamiento o la manipulación posteriores. Para el ejemplo de onda sinusoidal a la derecha, se puede verificar que los valores cuantificados en los momentos de muestreo son 8, 9, 11, 13, 14, 15, 15, 15, 14, etc. La codificación de estos valores como números binarios podrían dar lugar al siguiente conjunto de nibbles o números de cuatro bits: 1000, 1001, 1011, 1101, 1110, 1111, 1111, 1111, 1110, etc. Estos valores digitales podrían entonces ser procesadas o analizadas por un procesador de señal digital adicional. Varios flujos MIC también pueden ser multiplexados en un flujo de datos agregados más grandes, generalmente para la transmisión de múltiples flujos sobre un único enlace físico. Una técnica usada para ello se denomina multiplexación por división de tiempo (TDM) y es ampliamente utilizada, sobre todo en los sistemas de telefonía pública moderna.
El proceso de MIC es comúnmente implementado en un solo circuito integrado generalmente conocido como convertidor de analógico a digital (ADC).
Figura 2: Disposición de elementos en un sistema MIC de 3 canales.
En la Figura 2 se muestra la disposición de los elementos que componen un sistema que utiliza la modulación por impulsos codificados. Por razones de simplificación, sólo se representan los elementos para la transmisión de tres canales.
Figura 3: Formas de onda en diversos puntos del sistema MIC de la Figura 2.
En la Figura 3 se muestran las formas de onda en distintos puntos del sistema anteriormente representado.
MATERIAL Y EQUIPO
1 Computadora personal con el software apropiado ya instalado.
1 NI ELVIS II, cable USB y cables de alimentación.
1 Modulo experimental Emona FOTEx) 
Dos cables conectores BNC a banana 2mm.
Cables banana-banana 2mm
DESARROLLO EXPERIMENTAL
1. Se inició el Generador de Funciones con una salida de 10 KHz, no es necesario ajustar otros
controles porque la salida SYNC del Generador de Funciones será utilizada como una señal
digital.
2. En el Módulo PCM ENCODER se conectó en la entrada CLK la salida SYNC del Módulo
Generador de Funciones y la entrada INPUT 1 conectarla a tierra GND (Figura 4.1).
Figura 4.1
1. El módulo codificador PCM está sincronizado por la salida del generador de funciones. Su
entrada analógica está conectada a 0 V de CD.
2. Seleccionar PCM en el módulo codificador PCM ENCODER.
3. Se observó en el osciloscopio la señal FS del PCM ENCODER, ajustando el control Trigger
Type a Digital, Source a SYNC y Slope a la posición " " para que el Osciloscopio al
iniciar su barrido a través de la pantalla la señal FS vaya de mayor a menor y ajustar time/div.
4. Se observó en el osciloscopio la entrada CLK del módulo codificador PCM.
5. El osciloscopio solo tiene dos canales, así que no se pudo tener 3 señales en la misma pantalla.
6. Conectar en un canal del osciloscopio la salida del módulo codificador PCM (PCMDATA)
y en el otro CLK y dibujar las señales.
¿Cuál es el número binario que el módulo codificador PCM está enviando?
R= 111111111111111
¿Por qué la salida del módulo codificador PCM da este código para 0 V DC y no todos en 0 lógico?
R=Por qué sigue estando conectado a tierra
4.2 – CODIFICACIÓN PCM DE UN VOLTAJE VARIABLE.
1. Se conectó la salida negativa de la fuente variable de CD a la entrada 1 del PCM ENCODER.
2. Se inició la Fuente de Alimentación Variable (VPS).
3. Se varió el voltaje de entrada en incrementos de -0.5V y anotar el código binario
correspondiente de la salida del módulo codificador PCM (PCM DATA), en la tabla 4.1.
4. A partir de 2.0V de entrada negativa, todos los bits del código resultan en cero
lógico a la salida del módulo codificador PCM.
5. Se Conectó ahora la salida positiva de la fuente a la entrada 1 del PCM ENCODER.
6. Se Varió el voltaje de entrada en incrementos de -0.5V y anotar el código binario
correspondiente de la salida del módulo codificador PCM (PCM DATA), en la tabla 4.2.
A partir de 1.0V de tensión de entrada positiva, todos los bits del código resultan en uno lógico
a la salida del módulo codificador PCM.
4.3 CODIFICADOR PCM DE CAMBIOS CONSTANTES DE VOLTAJE.
1. Se cerró la Fuente de Alimentación Variable (VPS).
2.Se conectó una señal 2KHz SINE a la entrada 1 del PCM ENCODER (figura 4.2).
3. Se ajuste la frecuencia de salida del Generador de Funciones a 50KHz.
4. Se obtuvieron las señales de entrada y la señal de salida PCM DATA en el osciloscopio.
Figura 4.2
5. Se cambió la señal senoidal de entrada del PCM ENCODER por una señal de voz (figura 4.3)
y se repitieron los puntos 4 y 5. Observamos que la amplitud cambia en la señal de salida indicando un número binario diferente a la salida codificado por pulsos.
Figura 4.3
CUESTIONARIO
1. ¿Qué es un modulador PCM?
Es un modulador que cuantiza la señal digital
2. Explique qué es cuantización lineal, no lineal y error de cuantización.
Los dígitos binarios son transformados en una señal digital usando una de las técnicas de código digital-digital. Se define como error de cuantificación o ruido de cuantificación a la señal en tiempo discreto y amplitud continúa introducida por el proceso de cuantificación 
3. En que consiste la compresión de ley μ y de ley.
 El algoritmo Ley μ o Ley Mu es un sistema de cuantificación logarítmica de una señal de audio, usado en el campo de comunicaciones telefónicas. Es utilizado principalmente para audio de voz humana dado que explota las características de ésta. El nombre de Ley μ proviene del término original inglés "µ-law", que usa la letra griega µ (Mu). Este sistema de codificación es usado en Estados Unidos y Japón, mientras que en Europa y en el resto del mundo se utiliza un sistema muy parecido llamado ley A. Forma parte de la Recomendación G.711 de la UIT-T. 1
CONCLUSIONES
En la historia de las comunicaciones eléctricas, la primera razón para muestrear una señal era poder intercalar muestras de diferentes orígenes telegráficos y enviarlas por un único cable. La multiplexación por división de tiempo (TDM) telegráfica fue lograda en 1853, por el inventor estadounidense Moses Gerrish Farmer. El ingeniero eléctrico Willard M. Miner, en 1903, usó un conmutador electromecánico para la multiplexación por tiempo de diversas señales telegráficas y también aplicó esta tecnología a la telefonía. 3 Obtuvoconversaciones inteligibles de canales muestreados a una tasa por encima de 3500 a 4300 Hz, pero el desempeño era insatisfactorio a menos de esta velocidad. Esto era TDM, pero con modulación por amplitud de pulsos en vez de MIC.
En esta práctica se ejemplifico cómo funciona el proceso de muestreo y codificación( En la codificación, a cada nivel de cuantificación se le asigna un código binario distinto) de una señal, y cómo se comporta esta al variar su frecuencia , y como el sistema es capaz de codificar cualquier señal analógica a digital por medio de pulsos
REFERENCIAS.
1. Sistemas de Comunicación Digitales y Analógicos, 7ma Edición – Leon W. Couch