TECNICAS MIC Alejandro Pérez Medina
<ul><li>GENERALIDADES </li></ul><ul><li>En los aparatos telefónicos habituales, las ondas sonoras procedentes de la voz hu...
<ul><li>Los símbolos &quot;1&quot; y &quot;0&quot; se llaman  bitios  (en inglés bits) y representan la existencia o no de...
MUESTREO. TEOREMA DE MUESTREO Muestreo es el proceso mediante el cual se transforma una señal analógica en una serie de im...
<ul><li>Se conoce con el nombre de muestreo ideal a muestras instantáneas de anchura nula, no es físicamente realizable. E...
<ul><li>El muestreo se puede considerar también como un proceso da modulación en amplitud, de un tren de impulsos. Por eso...
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CUANTIFICACIÓN <ul><li>Es el proceso mediante el cual se asignan valores discretos, a las amplitudes de las muestras obten...
<ul><li>Este proceso introduce un error, ya que se sustituye la amplitud real de la muestra, por un valor aproximado, llam...
<ul><li>En el siguiente gráfico se muestra el efecto de la cuantificación para el caso de una señal analógica, la señal or...
<ul><li>CUANTIFICACIÓN NO UNIFORME </li></ul><ul><li>En una cuantificación uniforme, la distorsión de cuantificación es la...
<ul><li>En la cuantificación no uniforme se toma un número determinado de intervalos y se distribuyen de forma no uniforme...
<ul><li>Para realizar una cuantificación no uniforme, se pueden seguir dos procedimientos.  </li></ul><ul><li>Uno de ellos...
<ul><li>LEY  A  </li></ul><ul><li>La ley A esta formada por 13 segmentos de recta (en realidad son 16 segmentos, pero como...
<ul><li>Mediante la compresión, hemos aumentado en 24 dB el nivel de las muestras más pequeñas, con lo cual hemos mejorado...
<ul><li>ESTRUCTURA DE MULTITRAMA DE 30 CANALES </li></ul><ul><li>MULTITRAMA  2ms  </li></ul><ul><li>  0  1  2  3  4  5  6 ...
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Tecnicas Mic

  1. 1. TECNICAS MIC Alejandro Pérez Medina
  2. 2. <ul><li>GENERALIDADES </li></ul><ul><li>En los aparatos telefónicos habituales, las ondas sonoras procedentes de la voz humana se transforman en una corriente eléctrica cuyas fluctuaciones siguen fielmente las fluctuaciones de la voz transmitida. </li></ul><ul><li>Esta señal eléctrica por ser análoga a la onda sonora original, se denomina señal analógica y es una función continua en el tiempo. </li></ul><ul><li>SEÑAL ANALÓGICA </li></ul><ul><li>A diferencia de la señal analógica, la señal numérica solo puede tomar ciertos valores discretos, por ejemplo, el valor &quot;1&quot; y el valor &quot;0&quot;. A este tipo de señal numérica, que solo puede tomar dos valores, se le llama señal numérica binaria. </li></ul><ul><li>SEÑAL NÚMERICA BINARIA (01101). </li></ul>
  3. 3. <ul><li>Los símbolos &quot;1&quot; y &quot;0&quot; se llaman bitios (en inglés bits) y representan la existencia o no de un impulso. </li></ul><ul><li>Una sucesión continua de &quot;1's&quot; y &quot;0's&quot; se llama secuencia. </li></ul>
  4. 4. MUESTREO. TEOREMA DE MUESTREO Muestreo es el proceso mediante el cual se transforma una señal analógica en una serie de impulsos de distinta amplitud, llamadas muestras. De acuerdo con la teoría de la información, si queremos enviar una señal de frecuencia f de un punto a otro, no es necesario transmitir la señal completa. Es suficiente transmitir muestras (trozos) de la señal tomadas, por lo menos, a una velocidad doble (2f) de la frecuencia de la señal. Esto es lo que se conoce con el nombre de teorema del muestreo. Para transmitir una frecuencia de 4 kHz, es suficiente con tomar muestras a una velocidad de 8 kHz, o más elevada. En estas condiciones, en el terminal distante se puede reconstruir, con suficiente aproximación, la señal original a partir de las muestras. La rapidez, o frecuencia, con que se toman las muestras, se llama frecuencia de muestreo (fm).
  5. 5. <ul><li>Se conoce con el nombre de muestreo ideal a muestras instantáneas de anchura nula, no es físicamente realizable. En la práctica, una muestra es una medida del valor instantáneo de una señal, pero tomada durante un tiempo que es muy corto comparado con el tiempo entre dos muestras consecutivas. A este tipo de muestreo se le llama muestreo real. </li></ul><ul><li>MUESTREO </li></ul><ul><li>IDEAL </li></ul><ul><li>MUESTREO </li></ul><ul><li>REAL </li></ul>
  6. 6. <ul><li>El muestreo se puede considerar también como un proceso da modulación en amplitud, de un tren de impulsos. Por eso, a la señal muestreada se la llama algunas veces señal MIA. (Modulación de Impulsos en Amplitud. En ingles PAM Pulse Amplitude Modulation). </li></ul><ul><li>El muestreo se efectúa a un ritmo uniforme, que lo da la frecuencia de muestreo f m . </li></ul><ul><li>La condición que debe cumplir f m viene dada por el teorema del muestreo que, para el caso de una señal como la vocal contiene distintas frecuencias, se puede enunciar de la siguiente forma. </li></ul><ul><li>&quot;Si una señal contiene únicamente frecuencias inferiores a f, queda completamente determinada por muestras tomadas a una velocidad igual o superior a 2f.&quot; </li></ul>
  7. 7. <ul><li>SEÑAL ANALOGICA Y SEÑAL OBTENIDA POR MUESTREO, CON SUS ESPECTROS </li></ul><ul><li>De acuerdo con el teorema del muestreo, las señales telefónicas de frecuencia vocal (que ocupan la Banda de 300 a - 3.400 Hz), se han de muestrear a una frecuencia igual o superior a 6.800 Hz (2 x 3.400). </li></ul><ul><li>En la practica, sin embargo, se toma una frecuencia de muestreo fm = 8.000 Hz. Es decir, se toman 8.000 muestras por segundo que corresponden a una separación entre muestras de: </li></ul><ul><li>1 T=------------- = 0,000125 seg. = 125 µs </li></ul>
  8. 8. CUANTIFICACIÓN <ul><li>Es el proceso mediante el cual se asignan valores discretos, a las amplitudes de las muestras obtenidas en el proceso de muestreo </li></ul><ul><li>CUANTIFICACIÓN UNIFORME: Toda la gama de amplitudes que pueden tomar las muestras, o gama de funcionamiento se divide en intervalos iguales y a todas las muestras cuya amplitud cae dentro de un intervalo, se les da el mismo valor, se denomina cuantificación, y a cada intervalo en que se ha dividido la gama de funcionamiento se le llama intervalo de cuantificación. cada intervalo de cuantificación esta limitado por dos valores de decisión. Los valores de decisión situados en los extremos de la gama de funcionamiento se llaman valores virtuales de decisión, y limitan la máxima amplitud de señal que se puede transmitir sin recorte de crestas. Al nivel que posee esta señal se le denomina nivel de sobrecarga. </li></ul>
  9. 9. <ul><li>Este proceso introduce un error, ya que se sustituye la amplitud real de la muestra, por un valor aproximado, llamado error de cuantificación </li></ul><ul><li>se puede reducir aumentando el número de intervalos de cuantificación, pero existen limitaciones de tipo práctico que obligan a que el número de intervalos no sobrepase un determinado valor. </li></ul><ul><li>Una cuantificación de este tipo, en la que todos los intervalos tienen la misma amplitud, se llama cuantificación uniforme. </li></ul><ul><li>La diferencia Vs - Ve es el error de cuantificación. </li></ul><ul><li>RELACIÓN ENTRADA-SALIDA DE UN CUANTIFICADOR UNIFORME </li></ul>
  10. 10. <ul><li>En el siguiente gráfico se muestra el efecto de la cuantificación para el caso de una señal analógica, la señal original es la de trazo continuo, las muestras reconstruidas en el terminal distante, se representan por puntos y la señal reconstruida es la línea de trazos. El error de cuantificación, da lugar a una distorsión de la señal reconstruida que se denomina distorsión o ruido de cuantificación, se representa por línea de trazos y puntos. la relación entre el nivel de la señal Ns y el nivel de la distorsión de cuantificación Nc ha de ser tal, que dicha distorsión resulte despreciable para el oído humano. </li></ul><ul><li>Se demuestra que la relación Ns / Nc (señal/ruido de cuantificación), viene dada por la expresión: </li></ul><ul><li>Ns ------- = 10,8 + 6.n (dB) Nc donde n representa el número de dígitos binarios empleado para representar o codificar los niveles de cuantificación </li></ul>
  11. 11. <ul><li>CUANTIFICACIÓN NO UNIFORME </li></ul><ul><li>En una cuantificación uniforme, la distorsión de cuantificación es la misma cualquiera que sea la amplitud de la muestra. Con lo cual la relación señal/ruido va empeorando al disminuir el nivel de la señal de entrada. La situación se hace ya inadmisible para señales cuya amplitud es analógica a la de un intervalo de cuantificación. Si con este tipo de cuantificación uniforme queremos mantener una relación señal/ruido aceptable para las señales de nivel bajo, es necesario dividir la gama de funcionamiento de las señales vocales en 4.096 intervalos de cuantificación, lo cual daría lugar a una relación señal/ruido innecesariamente buena para las señales de nivel alto, para representar los 4.096 intervalos se necesitarían números binarios de 12 bitios por intervalo (pues 212 = 4.096), lo que daría lugar a un excesivo ancho de banda en línea, ya que el ancho de banda depende directamente del número de bitios empleados para representar cada intervalo y, por consiguiente, del numero de intervalos. </li></ul><ul><li>ERROR EN LA CUANTIFICACIÓN UNIFORME </li></ul>
  12. 12. <ul><li>En la cuantificación no uniforme se toma un número determinado de intervalos y se distribuyen de forma no uniforme aproximándolos en los niveles bajos de señal, y separándolos en los niveles altos, así para las señales débiles es como si se utilizase un número muy elevado de niveles de cuantificación, con lo que se produce una disminución de la distorsión de cuantificación, con la consiguiente mejora de la relación señal/ruido. Sin embargo para las señales fuertes se tendrá una situación menos favorable que la correspondiente a una cuantificación uniforme, pero todavía suficientemente buena. </li></ul><ul><li>En el gráfico se muestra la relación entre la amplitud de las muestras a la entrada y a la salida de un cuantificador no uniforme. La tensión de salida Vs solo cambia cuando la tensión de entrada Ve pasa de un intervalo de cuantificación al intervalo adyacente, la diferencia Vs - Ve es el error de cuantificación. </li></ul><ul><li> RELACIÓN ENTRADA-SALIDA DE UN CUANTIFICADOR NO UNIFORME </li></ul>
  13. 13. <ul><li>Para realizar una cuantificación no uniforme, se pueden seguir dos procedimientos. </li></ul><ul><li>Uno de ellos consiste en construir un dispositivo que realice directamente la ley de cuantificación deseada. </li></ul><ul><li>El otro consiste en hacer pasar previamente las muestras por un compresor instantáneo, que amplifica las señales débiles y atenúa las fuertes, y hacer después una cuantificación uniforme. Lógicamente, en el extremo receptor ha de haber otro dispositivo que corrija el efecto del compresor y asigne a las muestras su valor original. Tal dispositivo se llama expansor y su característica se ha de complementar con la del compresor para reducir al mínimo la distorsión de la señal. Por eso este segundo procedimiento se llama también de compresión y expansión. </li></ul><ul><li>CUANTIFICACIÓN MEDIANTE COMPRESIÓN Y EXPANSIÓN </li></ul>
  14. 14. <ul><li>LEY A </li></ul><ul><li>La ley A esta formada por 13 segmentos de recta (en realidad son 16 segmentos, pero como los tres segmentos centrales están alineados, se reducen a 13). Cada uno de los 16 segmentos, esta dividido en 16 intervalos iguales entre si, pero distintos de unos segmentos a otros. </li></ul>
  15. 15. <ul><li>Mediante la compresión, hemos aumentado en 24 dB el nivel de las muestras más pequeñas, con lo cual hemos mejorado su relación señal/ruido en 24 dB y como cada 6 dB implica el ahorro de un bitio en la representación del nivel de una muestra. Entonces, si en una cuantificación uniforme necesitarnos números binarios de 12 bitios para representar cada uno de los 4.096 intervalos de cuantificación, en una cuantificación no uniforme que utilice la ley A serían suficientes 8 bitios para conseguir la misma re1ación señal/ruido en las señales de nivel bajo. </li></ul><ul><li>Como la pendiente en el origen de la ley A es 16, el segmento que la aproxima en el origen tiene la misma pendiente. La pendiente de los demás segmentos se va reduciendo a la mitad a medida que se alejan del punto central de la característica. </li></ul>
  16. 16. <ul><li>ESTRUCTURA DE MULTITRAMA DE 30 CANALES </li></ul><ul><li>MULTITRAMA 2ms </li></ul><ul><li> 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 </li></ul>UNA TRAMA 125 microseg. 0 1 16 30 31 0 1 16 30 31 3,9 microseg. x 0 0 1 1 0 1 1 ALINEACIÓN DE TRAMA 0 0 0 0 X 0 X X ALINEACIÓN DE MULTITRAMA X 1 0 X X X X X A 13 1 0 1 A 28 1 0 1 488 ns CANAL 13 CANAL 28 SEÑALIZACIÓN X= BITIOS LIBRES QUE SE FIJAN A 1 O= BITIOS PARA TRANSMISIÓN DE ALARMAS

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