Modulação de código de pulso

Modulation é o processo de variação de um ou mais parâmetros de um sinal de portadora de acordo com os valores instantâneos do sinal de mensagem.

O sinal de mensagem é o sinal que está sendo transmitido para comunicação e o sinal da portadora é um sinal de alta frequência que não possui dados, mas é usado para transmissão de longa distância.

Existem várias técnicas de modulação, que são classificadas de acordo com o tipo de modulação empregado. De todos eles, a técnica de modulação digital utilizada éPulse Code Modulation (PCM).

Um sinal é modulado por código de pulso para converter suas informações analógicas em uma sequência binária, ou seja, 1s e 0s. A saída de um PCM será semelhante a uma sequência binária. A figura a seguir mostra um exemplo de saída PCM em relação aos valores instantâneos de uma dada onda senoidal.

Em vez de um trem de pulso, o PCM produz uma série de números ou dígitos e, portanto, esse processo é chamado de digital. Cada um desses dígitos, embora em código binário, representa a amplitude aproximada da amostra do sinal naquele instante.

Na modulação por código de pulso, o sinal de mensagem é representado por uma sequência de pulsos codificados. Este sinal de mensagem é obtido representando o sinal de forma discreta em tempo e amplitude.

Elementos básicos do PCM

A seção do transmissor de um circuito modulador de código de pulso consiste em Sampling, Quantizing e Encoding, que são executados na seção do conversor analógico-digital. O filtro passa-baixo antes da amostragem evita o aliasing do sinal de mensagem.

As operações básicas na seção receptora são regeneration of impaired signals, decoding, e reconstructiondo trem de pulso quantizado. A seguir está o diagrama de blocos do PCM, que representa os elementos básicos das seções do transmissor e do receptor.

Filtro passa-baixo

Este filtro elimina os componentes de alta frequência presentes no sinal analógico de entrada que é maior do que a frequência mais alta do sinal de mensagem, para evitar o aliasing do sinal de mensagem.

Sampler

É a técnica que ajuda a coletar os dados da amostra em valores instantâneos do sinal de mensagem, de forma a reconstruir o sinal original. A taxa de amostragem deve ser maior que o dobro do componente de frequência mais altoW do sinal de mensagem, de acordo com o teorema de amostragem.

Quantizador

Quantizar é um processo de redução dos bits excessivos e de confinamento dos dados. A saída amostrada quando fornecida ao Quantizer, reduz os bits redundantes e comprime o valor.

Codificador

A digitalização do sinal analógico é feita pelo codificador. Ele designa cada nível quantizado por um código binário. A amostragem feita aqui é o processo de amostragem e retenção. Essas três seções (LPF, Sampler e Quantizer) funcionarão como um conversor analógico para digital. A codificação minimiza a largura de banda usada.

Repetidor Regenerativo

Esta seção aumenta a intensidade do sinal. A saída do canal também possui um circuito repetidor regenerativo, para compensar a perda de sinal e reconstruir o sinal, e também para aumentar sua força.

Decodificador

O circuito decodificador decodifica a forma de onda codificada por pulso para reproduzir o sinal original. Este circuito atua como o demodulador.

Filtro de Reconstrução

Depois que a conversão digital para analógico é feita pelo circuito regenerativo e pelo decodificador, um filtro passa-baixa é empregado, chamado de filtro de reconstrução, para recuperar o sinal original.

Conseqüentemente, o circuito do modulador de código de pulso digitaliza o sinal analógico fornecido, o codifica e faz uma amostra dele e, em seguida, o transmite de forma analógica. Todo esse processo é repetido em um padrão reverso para obter o sinal original.