Modulação por Codificação de Pulso (PCM)
Modulação por Codificação de Pulso (PCM) - Simulink
A modulação por codificação de pulso, que é a forma mais básica de modulação digital de pulso. Na modulação por codificação de pulso (PCM – do inglês, pulse code modulation), um sinal de mensagem é representado por uma seqüência de pulsos codificados, obtidos pela representação do sinal na forma discreta tanto no tempo quanto em amplitude. As operações básicas realizadas no transmissor de um sistema PCM são amostragem, quantização e codificação. As operações de quantização e codificação são, geralmente, executadas pelo mesmo circuito, o qual é chamado de conversor analógico digital. As operações básicas no receptor são a regeneração de sinais distorcidos, decodificação e reconstrução do trem de amostras quantizadas.
Primeiramente baixe o arquivo a seguir Sistema.zip. Descompacte e certifique-se que no Matlab você esteja no diretório onde descompactou o arquivo. Digite no terminal do Matlab:
open_system('sistema_pcm')
ou
sistema_pcm
Toolbox e blocos necessários
Para realização da simulação, é necessário o Communications System Toolbox™ html, pdf fornecido pelo próprio Simulink e os seguintes blocos:
Para uma melhor visualização dos blocos e subsistemas usar [Tools>Model Explorer]
Modelo e parâmetros
O modelo simula um sistema PCM, utilizando na transmissão um sinal senoidal e em outro um sinal de áudio. O sinal de entrada (banda base) é amostrado por um trem de pulsos retangulares,estreitos o suficiente para se aproximarem do processo de amostragem instantânea. Para garantir a reconstrução perfeita do sinal de mensagem no receptor, a taxa de amostragem deve de ser maior do que duas vezes a largura de banda do sinal de mensagem, de acordo com o teorema da amostragem. A versão amostrada do sinal de mensagem é, então, quantizada, fornecendo uma nova representação do sinal que, agora, é discreto tanto no tempo quanto em amplitude. O processo de quantização pode seguir uma lei uniforme ou não-uniforme. Combinando-se o processo de amostragem e quantização, a especificação do sinal contínuo de mensagem (banda base) se torna um conjunto limitado de valores discretos, mas não na forma mais adequada para a transmissão em uma linha cabeada ou por rádio. Para explorar as vantagens da amostragem e quantização com o propósito de tornar o sinal transmitido mais robusto ao ruído, interferência ou outras degradações do canal, utilizamos o processo de codificação para transformar o conjunto discreto de valores amostrados em uma forma mais apropriada de sinal. No receptor o sinal transmitido é regenerado, decodificado e resconstruido por um filtro cuja freqüência de corte é igual à largura de faixa da mensagem. A recuperação do sinal de mensagem significa estimação ao invés de reconstrução exata. Neste modelo é possível controlar através das variáveis do bloco "Parâmetros do modelo", os parâmetros para realização do mesmo bem como eventual testes.
Testes que podem ser feitos
Os testes foram realizados nas versões 2014a e 2015a do software Matlab, funcionando perfeitamente nas mesmas.