Relatório Codificação e Processamento de Sinais

Páginas: 6 (1470 palavras) Publicado: 9 de abril de 2014

Relatório CPS
1º Semestre de 2013/2014


Índice




Introdução

A realização deste trabalho tem por objectivo, pôr em prática a aprendizagem das aulas teóricas e práticas, obter um sinal de saída igual (ou muito parecido) ao sinal de entrada por meio de construçao de um sistema de transição e recepção digital. Foi necessário “simular” as várias etapas para a realização desseobjectivo, tais como, a conversão de um sinal analógico para digital e a sua reconstrução no receptor:
PCM – amostragem, quantificação, codificação;
Controlo de erros
Modulação digital

Para isso, recorremos à construção de programas em Python(x,y).


Desenvolvimento
PCM
PCM significa “Pulse Code Modelation”, ou seja, modelação por código de pulso. Esta modelação caracteriza-se como sendo acodificação amostra-a-amostra e esta dividida em 3 fases, Amostragem, Quantificação e Codificação.
Amostragem

Processo responsável pela transformação de um sinal no domínio do tempo (x(t)) num sinal no domínio discreto (x(n)).
Como o sinal analógico tem uma infinidade de valores é necessária uma amostragem, para que apenas sejam transmitidas algumas amostras do sinal.
Esta amostragem tem porbase uma frequência de amostragem (Fs). Esta indica as frequências a que o sinal vai ser amostrado. Caso a frequência de amostragem não siga o Teorema de Nyquist, ou seja, maior que duas vezes a frequência do sinal, ocorre um fenómeno denominado Aliasing, não há amostras suficientes para representar o sinal desejado.
Para a amostragem do nosso sinal usamos o método read do módulo scipy.io.wavfile,iniciando assim o nosso sistema.


Posteriormente, e para finalizar o sistema usamos o método write do mesmo módulo para que o sinal pudesse passar do domínio discreto para o domínio temporal.


Quantificação


Para a o bloco de quantificação foi também tal com todos os outros dividido em duas partes distintas, a primeira onde se analisa o sinal e se atribui valores de quantificação euma outra onde através dos valores de quantificação se “desquantifica” o sinal, ou seja, o processo inverso.
Para a quantificação das tabelas em primeiro lugar precisamos das tabelas abaixo descritas para o exemplo de R=2 e V=1.
Resumindo as tabelas são feitas através do máximo do sinal, e depois tendo em conta o número de intervalos pretendido chegamos ao delta, ou seja, a diferença entreintervalos, tem de se ter em conta que quanto menor for o numero de intervalos maior será o erro de quantificação. Então os valores de decisão vão do negativo do valor máximo ao máximo com intervalos de delta e os valores de quantificação são o valor médio entre intervalos de decisão consecutivos com intervalos de delta pois estamos a usar quantificação midrise.

R = 2 bits; V = 1; L = 2R = 4intervalos
Valores de decisão
Valores de quantificação
1


0.75
0.5


0.25
0


-0.25
-0.5


-0.75
1



Para concluir a quantificação temos de percorrer todo o sinal e quando o valor do sinal estiver entre dois valores de decisão, substitui-se pelo valor de quantificação consequente e guarda-se os valores de quantificação que serão codificados no próximo bloco.
Para a segunda parte,que será executada depois de passar pelo canal, a “desquantificação”, que apenas substitui os índices de quantificação pelos valores correspondentes.


Codificação


A codificação é a representação em sequência de bits do sinal anteriormente quantificado. Este sinal apresenta apenas dois valores “0” e “1”. Esta codificação é feita binariamente e por ordem crescente dos diversos valores dequantificação, como indicado no exemplo seguinte:


R = 2 bits; L = 2R = 4 intervalos
Valores de quantificação
Binários
0.75
11
0.25
10
-0.25
01
-0.75
00

Sendo que a cada valor de quantificação está inerente um índice de quantificação, para efetuar a codificação percorremos esses índices convertendo-os para código binário.


Posteriormente teve que ser feita uma descodificação,...
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