Um Resumo do

1. António Carlos Roda
Alima Hussein
Claiton Jorge
Eugénio Balane
Nuno Chin
Manuel Brito
Licenciatura em Informática
Cadeira: Multimídia
Universidade Pedagógica
Delegação da Beira
2014

2. António Carlos Roda
Alima Hussein
Claiton Jorge
Eugénio Balane
Nuno Chin
Manuel Brito
Cadeira: Multimídia
Tema: Modulação PCM
Docente:
dr. Nádia Ribeiro
Universidade Pedagógica
Delegação da Beira
2014

3. Indice
OBJECTIVO……………………………………………………………………………………………………………………………….2
RESUMO ...................................................................................................................................... 5
INTRODUÇÃO ............................................................................................................................ 6
O QUE É MODULAÇÃO ............................................................................................................ 7
ONDE É UTILIZADO ................................................................................................................. 7
ETAPAS DA MODULAÇÃO PCM ............................................................................................ 8
QUANTIZAÇÃO ......................................................................................................................... 8
TEOREMA DA AMOSTRAGEM ............................................................................................... 8
MODULAÇÃO POR CODIGO DE PULSO (PCM) ................................................................... 9
MULTIPLEXAÇÃO ..................................................................................................................... 9
MODULAÇÃO POR CODIFICAÇÃO DE PULSO DIFERENCIAL (DPCM) ........................ 9
PCM DIFERENCIAL ADAPTACTIVA (ADPCM) .................................................................. 10
CONCLUSÃO ............................................................................................................................ 10
BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................ 12

4. OBJECTIVO
Este Presente trabalho tem como objectivo explicar:
 Definição da Modulação PCM;
 Aplicação da modulação PCM;
 Desvantagens da modulação PCM;
 Etapas da modulação PCM e;
 O Teorema da amostragem.

5. RESUMO
A modulação por código de pulso, ou PCM (“Pulse Code Modulation”), consiste,
basicamente, em transformar um sinal analógico em uma sucessão de pulsos que, por possuir
somente dois níveis distintos, permite sua codificação em um padrão binário. Este código
binário deve ser capaz de representar os valores amostrados do sinal modulante analógico. A
grande vantagem do PCM reside justamente no fato de só haver dois níveis distintos para o
sinal modulado, reduzindo de forma substancial o ruído que interfere sobre o sinal modulado,
pois este pode ser constantemente regenerado, reassumindo sua forma original. Um sistema
PCM monocanal, ou seja, para transmissão de um único sinal modulante.

6. INTRODUÇÃO
A maioria das grandes partes dos sinais de informações que são processados em uma rede de
telecomunicações são sinais analógicos, tal como, por exemplo, o sinal produzido pelo
microfone do aparelho telefônico. Para realizar o processamento digital destes sinais, é
necessário convertê-los para um formato digital. A técnica mais conhecida e utilizada para
realizar a conversão de um sinal analógico em digital é a modulação por código de pulso,
abreviadamente denominada de PCM1. A técnica PCM foi patenteada, em
1939, pelo Sr. Alec. Reeves, quando era engenheiro da ITT 2 na França. A modulação PCM
consiste basicamente de três operações separadas: amostragem, quantização e codificação. Na
técnica PCM, a informação analógica é inicialmente medida em intervalos regulares de
tempo; em seguida, os valores obtidos são aproximados para um dos níveis de referência
estabelecidos, e finalmente o valor aproximado é codificado em uma sequência de bits
(pulsos).

7. Alima O QUE É MODULAÇÃO
É uma ferramenta usada em telecomunicações para enviar dados de forma que os custos
sejam baixos e as dimensões dos materiais usados nesta comunicação de dados não
extrapole os limites. Modulação é um processo que consiste em se alterar uma característica
da onda portadora, proporcionalmente ao sinal modulante.
ONDE É UTILIZADO
No PCM o áudio é transformado numa série de amostras, cada uma com uma amplitude.
No CD por exemplo temos 44100 amostras por segundo (44.1 KHz) com uma amplitude de
16 bits, ou seja, 65 mil valores diferentes.
Em telefonia:
O sinal de voz é digitalizado pela central telefónica no formato PCM e transmitido no
formato digital entre as centrais, sendo novamente convertido em sinal analógico ao chegar
na central telefónica do destinatário.
A DESVANTAGEM Nuno
Apesar da qualidade ser muito boa, o PCM não prevê o uso de nenhum tipo de compressão, é
por isso que um CD pode armazenar apenas 74 minutos de música em PCM, enquanto a
mesma mídia pode gravar mais de 10 horas em arquivos MP3.
Modulação por codificação de pulso consiste, basicamente, em transformar um sinal
analógico em uma sucessão de pulsos que, devido ao seu comportamento de admitir apenas
dois níveis distintos, permitem sua codificação em um padrão binário, ou seja, é uma
representação digital de um sinal analógico no qual a magnitude do sinal é obtida em
intervalos regulares e então transformados em uma série de símbolos em código digital
(geralmente binário).

8. ETAPAS DA MODULAÇÃO PCM
A modulação PCM consiste basicamente de filtragem, amostragem, quantização, codificação
e compressão. Para a recuperação da voz original, é feita a demodulação através da expansão,
decodificação e filtragem. Todo o processo de modulação analógico/digital, e demodulação.
Cleiton Jorge
QUANTIZAÇÃO
A quantização é um processo no qual as amostras individuais do sinal de informação são
arredondadas para o nível de tensão de referência mais próximo. O erro introduzido neste
processo é conhecido como erro de quantização ou ruído de quantização, não podendo ser
evitado, mas apenas minimizado. A quantidade de níveis a ser utilizada depende do número
de bits do código final utilizado e o intervalo entre os níveis pode ser uniforme ou variar
conforme a amplitude.
TEOREMA DA AMOSTRAGEM
O filtro passa-baixos de entrada limita o sinal em wm e, deste modo o amostrador funciona
com uma frequência de amostragem wo>> 2wm. Para um canal telefônico, cuja faixa é
reduzida ao intervalo de 300 Hz a 3400 Hz, usa-se uma frequência de amostragem de
8kHz.Para se facilitar o procedimento posterior de quantização, normalmente se produz um
sinal PAM (Pulse Amplitude Modulation). Geralmente se emprega uma amostra quase
instantânea, carregando um capacitor que segura o nível em um valor constante. O sinal de
voz, após passar por um filtro passa-baixas que limita a sua mais alta frequência a 3,4 kHz é
aplicado ao amostrador formado pelos transistores Q1 e Q2. Estes transistores bloqueiam a
passagem do sinal a não ser quando o pulso P1 aparece no transformador T1.Quando a porta
do amostrador se abre, sua saída apresenta baixa impedância e se produz uma carga rápida do
capacitor de memória C. A bobina L compensa as capacitâncias adicionais do circuito,
capazes de perturbar a rapidez da carga. Deste modo, a amostra é transferida para o capacitor
de memória C. Quando a porta de amostragem se fecha, o capacitor fica em um circuito de
alta impedância e segura a amostra. O sinal seguro por C é aplicado ao amplificador A de alta
impedância de entrada. A saída de A irá então ser processada nas operações de quantização e
codificação. Um pouco antes do aparecimento da nova amostra, Q3 conduz com a presença
do pulso P2 no transformador T2, de modo a limpar completamente a memória de C e
prepará-la para receber a nova amostra.

9. Roda
MODULAÇÃO POR CODIGO DE PULSO (PCM)
A codificação é a representação, binária ou outra, da sequência de valores de um sinal, após
amostragem e quantificação. Normalmente os dispositivos que efetuam a amostragem,
quantificação e codificação amostra-a-amostra estão integrados. Estes dispositivos
necessitam de um circuito de retenção do sinal amostrado durante o tempo de conversão
(S&H - Sampling and Hold). No entanto, no que diz respeito à conversão analógico-digital,
esta é ideal, pois apenas existe um número que representa a área quantificada do impulso de
dirac por amostra. A esta codificação amostra-a-amostra chama-se modulação por código de
pulso (PCM - Pulse Code Modulation).
Eugenio Balane
MULTIPLEXAÇÃO
Existem 3 modos de transmissão de um meio qualquer, são eles: simplex, semiduplex e
duplex. No modo simplex interessa apenas transmitir uma informação de A para B
(transmissão unidirecional). No modo semi duplex o que interessa não apenas transmitir
informação de A para B, como de B para A, porém num sentido de cada vez (transmissão
bidirecional alternada).
MODULAÇÃO POR CODIFICAÇÃO DE PULSO DIFERENCIAL (DPCM)
A técnica DPCM, proposta por [Cutler 1952], é a mais conhecida técnica de codificação
preditiva. Ela utiliza um preditor ótimo, cujo objetivo é minimizar o erro médio quadrático de
predição, assumindo que o erro de quantização é desprezível e que o valor predito de um
pixel depende de uma combinação linear de M pixels anteriores, O número de pixels
considerados na predição, é normalmente conhecido como 'ordem dopreditor' e estudos
realizados sobre imagens de TV e de radiografias demonstraram que não há ganho
significativo em se utilizar ordem superior a 3.O conjunto de coeficientes do preditor ótimo
normalmente é obtido modelando a imagem como uma fonte de Markov 2-D.

10. Manuel Brito
PCM DIFERENCIAL ADAPTACTIVA (ADPCM)
A entrada do codificador e a saída do decodificador são PCM logarítmico. O fluxo de dados
transmitidos é necessariamente composto de blocos contendo três tipos de informação: (1) o
sinal diferencial codificado (residual), (b) o fator de ganho, e (c) os coeficientes do preditor.
ADPCM fornece maior economia de bits que DPCM.Várias formas de ADPCM tem sido
usadas em várias aplicações. Duas aplicações mais importantes são mensagens de voz e
equipamentos para aumentar o número de canais de voz em agregados de 2Mb/s. Com
relação à última aplicação a ITU-T estabeleceu um padrão para ADPCM de 32kbps,
a Recomendação G.721. Este algoritmo é extensamente usado e não apresenta degradação
significativa na qualidade dos circuitos de voz quando inseridos nos sub-sistemas internos de
uma rede.
A taxa de 32kbps implica em uma economia de 2:1 na largura de banda do canal com relação
ao PCM padrão. A única desvantagem introduzida por ADPCM padrão é a degradação de
sinais de dados de modem com taxas maior que 4800bps. Dados na faixa de voz em taxas de
4800bps e abaixo são adequadas e não apresentam problemas.
O algoritmo ADPCM usa um preditor de oitava ordem, quantização adaptativa, e predição
adaptativa. Além disso, o algoritmo é projetado para reconhecer a diferença entre sinais de
voz e dados e usar o modo rápido ou lento de adaptação do quantizador.

11. CONCLUSÃO
A modulação por codificação de pulso consiste, basicamente, em transformar um sinal
analógico em uma sucessão de pulsos que, devido ao seu comportamento de admitir apenas
dois níveis distintos, permitem sua codificação em um padrão binário, ou seja, é uma
representação de um sinal analógico no qual a magnitude do sinal é obtida em intervalos
regulares e então transformados em uma serie de símbolos em códigos digital (geralmente
binário).

12. BIBLIOGRAFIA
A. Bruce Carlson, Paul B. Crilly, Janet C. Rutledge, “Communications and
Systems”, 4th Ed., McGrawHill, 2001.
S. Haykin, Michel Moher, “Communication Systems”, 5thEd., Willey, 2009.
N. S. Jayant, “Digital Coding of Waveforms: PCM, DPCM, and DM Quantizers”, Proc.
IEEE, pp. 611-632, 1974.
N. S. Jayant, P. Noll, “Digital Coding of Waveforms, Principles and Applications to Speec.