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INSTITUTO TECNOLÓGICO

DE TUXTEPEC

ASIGNATURA:

FUNDAMENTOS DE TELECOMNICACIONES

UNIDAD 3:

SISTEMA DE COMUNICACIÓN

TEMA:

ANÁLISIS DEL PROCESO EN LA CONVERSIÓN DE SEÑAL ANALÓGICA O

DIGITAL Y VICEVERSA.

ALUMNOS:

LUIS CARLOS DIAZ MORA ADRIAN CABRERA LÓPEZ

RODRIGO DIONICIO FELIPE

E-MAIL: JEERIIMIIZ@HOTMAIL.COM

CARISMA-C.RONALDO10@HOTMAIL.COM JENER_11@HOTMAIL.COM

CATEDRÁTICO:

LIC. MARIA DE LOS ANGELES MARTINEZ MORALES

TUXTEPEC, OAX. 22 DE ABRIL DEL 2013

S.E.P. D.G.E.S.T. S.E.I.T.

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INTRODUCCION

La conversión analógica a digital es el proceso por el cual se convierten

señales continuas a números digitales discretos. La operación inversa es

conocida como conversión digital a analógica. Para convertir una señal

analógica a una digital la señal tiene que pasar por los procesos de muestro,

cuantización y codificación.

El principio de funcionamiento de las computadoras está basado en el mundo

de la lógica binaria de los circuitos en los que sólo son tenidos en cuenta dos

niveles de tensión: el nivel alto que se hace corresponder matemáticamente en

la lógica positiva a un uno y el nivel bajo que se hace corresponder a un cero.

Con estos dos niveles funcionan la totalidad operacional de los

microprocesadores, periféricos, computadoras personales.

Los programas son también transformados en último término a ceros y unos

para ser introducidos en memoria. De lo dicho se deduce que difícilmente una

computadora podría tomar contacto con el amplio mundo analógico que la

rodea, por ejemplo, para procesar temperaturas, tensiones o cualquier otro

parámetro analógico, con un número indeterminado de niveles; de ahí la

necesidad de la conversión analógico-digital o digital-analógica como paso

intermedio o interfaz entre el mundo de lo lógico y el mundo de lo analógico.

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ANÁLISIS DEL PROCESO EN LA CONVERSIÓN DE SEÑAL

ANALÓGICA O DIGITAL Y VICEVERSA

Conversión Analógico-Digital PAM: Modulación por amplitud de pulsos o

Pulse Amplitudes - Modulation, es la más sencilla de las modulaciones

digitales. Consiste en cambiar la amplitud de una señal, de frecuencia fija, en

función del símbolo a transmitir. PCM Solo modula. Para que sea útil (la señal

sea realmente digital) hace falta codificar. Esto lo hace PCM

Conversión Analógico-Digital PCM (Modulación por Pulsos Codificados) - Se

Realiza Por Tres Pasos Muestreo Nyquist concluyo que muestras tomadas en

intervalos regulares de tiempo pueden ser usadas para transmitir una señal.

Una señal continua que no contenga componentes espectrales mayores que la

frecuencia B está determinada en forma única por sus valores en intervalos

uniformes menores a 1/2B. Expresado en términos de frecuencia, establece

que la " frecuencia de muestreo debe ser mayor o igual al doble de la

frecuencia máxima de la señal muestreada“ - Tomando la voz humana como

ejemplo, se tiene : fs= 2fmax Donde: fmax= 4kHz Banda de la voz humana Por

lo tanto, las muestras se tomarían a un intervalo de tiempo de 125us.

Ts=1/[2(fmax)]

Conversión Analógico-Digital 2) Cuantización Representa la amplitud de un

muestra por la amplitud del nivel discreto más cercano. Cada valor de muestra

tendrá que ser representado por un código. El numero de niveles de

cuantización "M" esta estrechamente relacionado con el numero de

bits "n" que son necesarios para codificar una señal. En casos

prácticos se usan 8 bits para codificar cada muestra, por lo tanto se tiene:

M=2= 256 niveles 3) Codificación Después de ser cuantizada, la muestra de

entrada, esta limitada a 256 valores discretos. La mitad de estas son muestras

codificadas positivas, la otra mitad son muestras codificadas negativas. Existen

muchos códigos diferentes: - Natural. - Simétrico.

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Conversión Analógico-Digital ADC (Analog to-Digital Converter - Conversor

Analógico Digital, Efectúa siguientes pasos Muestreo de la señal analógica

Para convertir una señal analógica en digital, el primer paso consiste en

realizar un muestreo (sampling) de ésta, o lo que es igual, tomar diferentes

muestras de tensiones o voltajes en diferentes puntos de la onda senoidal.

Cuantización de la señal analógica Una vez realizado el muestreo, el siguiente

paso es la cuantización (quantization) de la señal analógica. Para esta parte del

proceso los valores continuos de la sinusoide se convierten en series de

valores numéricos decimales discretos correspondientes a los diferentes

niveles o variaciones de voltajes que contiene la señal analógica original.

Codificación de la señal en código binario Después de realizada la

cuantización, los valores de las tomas de voltajes se representan

numéricamente por medio de códigos y estándares previamente establecidos.

Lo más común es codificar la señal digital en código numérico binario.

Conversión Analógico-Digital Ventajas: No introduce ruidos en la

transmisión. Se guarda y procesa mucho más fácilmente que la analógica.

Posibilita almacenar grandes cantidades de datos en diferentes soportes

Permite detectar y corregir errores con más facilidad. Las grabaciones no se

deterioran con el paso del tiempo como sucede con las cintas analógicas.

Permite realizar regrabaciones sucesivas sin que se pierda ninguna generación

y, por tanto, calidad. Permite la compresión para reducir la capacidad de

almacenamiento. Facilita la edición visual de las imágenes y del sonido en un

ordenador o computadora personal, utilizando programas apropiados. El rayo

láser que graba y reproduce la información en CDs y DVDs nunca llega a tocar

físicamente su superficie. No la afecta las interferencias atmosféricas (estática)

ni de otro tipo cuando se transmite por vía inalámbrica, como ocurre con las

transmisiones analógicas.

Conversión Analógico-Digital Desventajas: Para su transmisión requiere un

mayor ancho de banda en comparación con la analógica. La sincronización

entre los relojes de un transmisor inalámbrico digital y el receptor requiere que

sea precisa, como ocurre con el GPS ( Global Positioning System - Sistema de

Posicionamiento Global). Las transmisiones de las señales digitales son

incompatibles con las instalaciones existentes para transmisiones analógicas.

Conversión Analógico-Analógico Modulación en Amplitud (AM) Uso de una

frecuencia portadora Modulación en Frecuencia (FM) Espectro de frecuencias

Una emisora utiliza 200Khz de banda Modulación en fase (PM) Similar a FM

Para la transmisión de señales analógicas mediante modulación analógica

existen 2 razones: Los medios no guiados necesitan una mayor frecuencia para

una transmisión más efectiva. La modulación permite la multiplexación por

división de frecuencias. Las técnicas de modulación de datos analógicos son:

1) Modulación en Amplitud (AM) 2) Modulación en Frecuencia (FM) 3)

Modulación en Fase (PM) Datos Analógicos, Señales Digitales Es más

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concreto referirse a este proceso como la conversión de datos analógicos a

datos digitales: este proceso se denomina también digitalización. El

dispositivo que se utiliza para la conversión de los datos analógicos en

digitales, y que posteriormente recupera los datos analógicos iniciales de los

digitales se denomina CODEC (codificador - decodificador). Existen dos

técnicas utilizadas por el CODEC que son: Modulación por Codificación de

impulsos Modulación delta

Conversión Digital Analógico También Digital to Analogue Converter es

un dispositivo para convertir datos digitales en señales de corriente o de

tensión analógica. APLICACIONES DE LOS DAC’S Las aplicaciones más

significativas del DAC son; En instrumentación y control automático, permiten

obtener, de un instrumento digital, una salida analógica para propósitos de

graficación, indicación o monitoreo, alarma, etc. El control por computadora de

procesos ó en la experimentación , se requiere de una interface que transfiera

las instrucciones digitales de la computadora al lenguaje de los actuadores del

proceso que normalmente es analógico. En comunicaciones, especialmente en

cuanto se refiere a telemetría ó transmisión de datos, se traduce la información

de los transductores de forma analógica original, a una señal digital, la cual

resulta mas adecuada para la transmisión.

Conversión Digital Analógico Hay que definir qué tan exacta será la conversión

entre la señal analógica y la digital, para lo cual se define la resolución que

tendrá. La resolución se define de dos maneras: Primero se define el número

máximo de bits de salida. Este dato permite determinar el número máximo de

combinaciones en la salida digital. Este número máximo está dado por: 2 n

donde n es el número de bits. También la resolución se entiende como el

voltaje necesario (señal analógica) para lograr que en la salida (señal digital)

haya un cambio del bit menos significativo. (LSB) Para hallar la resolución se

utiliza la siguiente fórmula: Resolución = VoFS / [2 n - 1] Donde: - n = número

de bits del ADC - VoFS = es el voltaje que hay que poner a la entrada del

convertidor para obtener una conversión máxima (todas las salidas son

"1")

Conversión Digital Analógico El DAC más sencillo que se puede concebir

consta simplemente de una tensión de referencia y de un grupo de resistencias

que se conectan o no de acuerdo al estado de un interruptor asociado

Conversión Digital Analógico La tensión de salida del amplificador operacional

viene dada por: Donde: Vo: Es la tensión de salida de operacional. VREF: Es la

tensión de referencia. Rr: Es la resistencia de realimentación del amplificador

operacional. S0, S1, S2, S3 son los valores lógicos (0 o 1) de los

correspondientes bits.

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CONCLUSION

Con el avance de la tecnología el mundo digital ha ganado gran terreno no sólo

en las comunicaciones, donde su avance es más notorio, si no en equipos tan

simples como una cámara de fotos o un microondas, pues nos brinda una

mayor seguridad, ya que es más fácil controlar un estado lógico como lo es un

bit, a una señal que varía en el tiempo. Además es menos susceptible a ruidos

que distorsionan la señal haciéndola menos clara y resulta más sencilla de

manipular. Todo ello nos brinda una mayor performance obteniendo claridad en

el lenguaje. Pero todavía no se ha logrado reemplazar en forma total a la señal

analógica, ya que está presente en algo tan natural como lo es la voz humana.

Por ello, es fundamental utilizar convertidores analógicos-digitales y digitales-

analógicos. En la medida en que este proceso de conversión aumente su

calidad, nos encontraremos en un mundo donde la voz humana ampliará su

campo de acción e irá reemplazando los distintos dispositivos de entrada

mecánicos, como por ejemplo el teclado.