4.9 Modulador PCM
A modulação em pulsos codificados (PCM - pulse
code modulation) consiste em transformar o valor da amostra do sinal
analógico num valor numérico no sistema binário cujos
algarismos (bits 1 ou 0) são transmitidos sequencialmente na forma
de presença (bit 1) ou ausência (bit 0) de pulsos retangulares.
As vantagens do sinal PCM sobre os demais tipos de modulação
em pulsos consiste no fato de que a amplitude, a duração
e a posição do pulso são fixas de tal forma que a
informação do sinal analógico está traduzida
apenas na presença ou na ausência do pulso. Isto torna o sinal
PCM muito mais imune ao ruído e às distorções,
podendo ser replicado tantas vezes quanto se queira sem que a informação
seja deteriorada. O sinal PCM permite ainda o armazenamento da informação
na forma digital através dos mesmos recursos utilizados no armazenamento
de dados em computadores (CD, HD, FD, RAM, ROM)
O sinal PCM pode ser gerado a partir de sinais PAM, PWM ou PPM, sendo
preferido o sinal PAM com duração de pulso T=Ts. Neste caso
o diagrama em blocos do modulador é formado por
-
um filtro passa-baixas para eliminar interferências de frequências
mais altas,
-
um circuito sample-hold (SH) que mantém o valor da amostra
durante um tempo DT2,
-
um conversor anlógico-digital (ADC - analog to digital converter)
que transforma o valor da amostra num valor numérico binário,
-
um multiplexador (MUX - multiplexer) digital para transmitir através
de um mesmo meio todos os bits do valor da amostra
-
e um amplificador de potência para transmitir o sinal PCM por longas
distâncias.
Os circuitos SH, ADC e MUX devem estar sincronizados com a taxa de transmissão
de bits 1/TB=N/TS, onde N é o número
de bits que compõe o valor numérico da amostra no sistema
binário. A cada intervalo de tempo TS surgirão
N bits com duração TB. O sinal analógico
g(t) sofre um pré-processamento no qual é grampeado e limitado
entre 0 e D.2N para que os valores
das amostras sejam positivos e contidos no intervalo de operação
do ADC, o qual aproxima o valor da amostra para o menor valor binário,
como ilustra o exemplo abaixo para N=3 e D=1.
Universidade Federal do Paraná
- Departamento de Engenharia Elétrica
- www.eletr.ufpr.br/artuzi