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Teleprocessamento Conversão Analógica/Digital PCM Aula 09 Prof. Eduardo Leivas Bastos

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Apresentação em tema: "Teleprocessamento Conversão Analógica/Digital PCM Aula 09 Prof. Eduardo Leivas Bastos"— Transcrição da apresentação:

1 Teleprocessamento Conversão Analógica/Digital PCM Aula 09 Prof. Eduardo Leivas Bastos

2 Teleprocessamento Técnicas de codificação Dados digitais codificados em sinais digitais –Ex: associar a voltagem +5V para o dígito 1 e –5V para o dígito 0. Outras técnicas existem e podem ser utilizadas para a transmissão. Dados digitais codificados em sinais analógicos –Ex: um modem converte dados binários em sinais analógicos de modo a serem transmitidos pela linha telefônica analógica. Técnicas de modulação por amplitude (ASK), freqüência (FSK) e fase (PSK) Dados analógicos codificados em sinais digitais –Ex: voz e vídeo são digitalizados para serem transmitidos em meios digitais. A técnica mais simples é a PCM, que amostra o sinal periodicamente e quantiza tais amostras Dados analógicos codificados em sinais analógicos –Ex: vídeo é modulado em uma portadora para produzir um sinal analógico. Técnicas de AM (Amplitude Modulada), FM (Freqüência Modulada) e PM (Fase Modulada).

3 Teleprocessamento Técnicas de codificação Dados analógicos são, na verdade, convertidos para dados digitais. Uma vez convertidos... 1.Os dados digitais podem ser transmitidos usando NRZ-L. (dados analógicos -> sinais digitais) 2.Os dados digitais podem ser codificado para um outro sinal digital utilizando um código diferente do NRZ-L 3.Os dados digitais podem ser convertidos em sinais analógicos utilizando as técnicas de modulação vistas anteriormente (ver próximo slide)

4 Teleprocessamento Técnicas de codificação A voz é digitalizada e então convertida para uma sinal analógico via ASK para ser transmitida pelo meio de transmissão (ex: link de microondas (DirectTV))

5 Teleprocessamento Codificação Analógica/Digital O equipamento responsável por converter um dado analógico em um formato digital e depois convertê-lo para o dado analógico original é conhecido como codec (coder-decoder) Um codec é um conversor A/D e D/A Utilizado nas centrais telefônicas modernas e nos roteadores para digitalização da voz (via DSPs) Técnicas utilizadas nos codecs: –PCM (Pulse Code Modulation) –DM (Delta Modulation)

6 Teleprocessamento PCM (Pulse Code Modulation) Baseia-se no teorema de Nyquist: Se um sinal for amostrado em intervalos regulares a uma taxa maior do que duas vezes a freqüência mais alta desse sinal, as amostras conterão toda a informação do sinal original No sistema telefônico a voz está situada abaixo da freqüência mais alta de 4000Hz (4KHz) Logo, para obter-se toda a informação do sinal original, deve-se amostrá-lo a uma taxa de 8000 vezes por segundo (2 x 4000Hz = 8000 amostras/s)

7 Teleprocessamento PCM (Pulse Code Modulation) As amostras obtidas nesse processo são analógicas e a técnica de obtenção é denominado de PAM (Pulse Amplitude Modulation) A conversão das amostras analógicas para o formato digital é feita associando-se a cada amostra um código binário (quantização) Amplitude Modulation Trem de pulsos Sinal Analógico (entrada) Amostras PAM Filtro Sinal Analógico (saída) Técnica PAM

8 Teleprocessamento Ex: Sistema de quantização de 4 bits –16 níveis possíveis O sinal original é limitado por uma largura de banda B As amostras PAM são obtidas a uma taxa 2B, ou 1 amostra a cada 1/2B s Os valores quantizados são aproximações, logo é impossível obter o sinal original exatamente (erro ou ruído de quantização) PCM (Pulse Code Modulation)

9 Teleprocessamento PCM (Pulse Code Modulation)

10 Teleprocessamento O sistema PCM utiliza amostras quantizadas em códigos de 8 bits –256 níveis O sistema PCM oferece uma qualidade comparada à transmissão analógica 8000 amostras/s com 8 bits codificados em cada amostra oferece uma stream digital de 64kbps (= 1 canal de voz) Técnicas de compressão e análise da voz trazem esse valor para 4kbps hoje em dia PCM (Pulse Code Modulation)

11 Teleprocessamento PCM (Pulse Code Modulation) O sistema PCM inicia com um sinal analógico do qual um sinal digital é produzido (figura abaixo) O sinal digital consiste de blocos de n bits, onde cada número de n bits é uma amplitude de um pulso PCM Sinal Analógico (entrada)

12 PCM (Pulse Code Modulation) Ver animação PCM na página da cadeira

13 PCM (Pulse Code Modulation) – T1 Teleprocessamento Vários canais de voz quantizados podem ser combinados (multiplexados) em um único tronco digital através da técnica de PCM sobre uma estrutura de transmissão T1

14 PCM (Pulse Code Modulation) – T1 (EUA/Japão) Teleprocessamento codec frames em 1s -cada canal = 8000 x 7bits (56kbps) -1 frame(193 bits) a cada 125us = 1,544Mbps

15 PCM (Pulse Code Modulation) – E1 (Europa/Brasil) Teleprocessamento codec frames em 1s -cada canal = 8000 x 8bits (64kbps) – 2 para sinalização -1 frame (256 bits) a cada 125us = 2,048Mbps

16 Exercício As seguintes questões deverão ser realizadas em duplas e valerão 1,0 ponto na PA se entregues até o final do primeiro turno da aula por e- mail para 1)Qual a diferença entre as técnicas PCM, DPCM e ADPCM. 2)Explique o funcionamento dos sistemas de transporte digital T1 (PCM24) e E1 (PCM30) 3)Monte uma tabela contendo 5 codecs de vídeo e 5 codecs de áudio. A tabela deverá possuir quatro colunas: nome do codec, tipo de codec (áudio ou vídeo), a taxa de bits, e se o codec gera perda ou não.

17 Teleprocessamento Conversão Analógica/Digital PCM Aula 09 Prof. Eduardo Leivas Bastos


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