Teorema de muestreo y codificación en la comunicación digital | 3+ hechos importantes

Teorema de muestreo y codificación en la comunicación digital | 3+ hechos importantes

Teorema de muestreo y codificación en la comunicación digital

Tema de discusión: Comunicación digital

  • Introducción a la comunicación digital
  • Sus ventajas sobre la comunicación analógica
  • ¿Qué es la codificación?
  • Tipos de codificación
  • Compandiendo en codificación
  • Teorema de muestreo

Para conocer la codificación y otras características, primero tenemos que recordar qué es la comunicación digital y algunas de sus ventajas.

¿Qué es la comunicación digital?

Definición y ventajas de la comunicación digital:

"Es el tipo de sistema de comunicación en el que las señales que se utilizan para transmitir datos o información deben ser discretas en tiempo y amplitud. También se les llama señales digitales."

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Sistema de comunicación digital

Algunas de las ventajas importantes son:

  • Las comunicaciones digitales proporcionan una mayor inmunidad al ruido y las interferencias externas.
  • Ofrece mejor flexibilidad y compatibilidad.
  • La comunicación digital brinda una mayor confiabilidad debido a la codificación de canales.
  • El sistema de comunicación digital es comparativamente más simple y económico que un sistema de comunicación analógico.
  • Las computadoras se pueden utilizar directamente para el procesamiento de señales digitales.
  • Hace que la comunicación sea más segura mediante el cifrado de datos.
  • Hay canales de banda ancha disponibles para comunicaciones digitales.

¿Qué es la codificación?

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Codificación en comunicación digital

Introducción a la codificación en la comunicación digital:

"La codificación es un tipo especial de proceso en el que se utilizan varios patrones o voltajes o niveles de corriente para representar unos y ceros de las señales digitales en un enlace o canal de transmisión en particular."

¿Cuáles son los diferentes tipos de codificación?

Hay cuatro tipos de codificación; son-

  • Unipolar
  • Polar
  • Bipolar
  • Manchester

¿Qué es Companding?

¿Por qué se necesita Companding en la codificación?

La cuantificación es de dos tipos

  • Cuantización uniforme,
  • Cuantificación no uniforme.

La cuantificación no uniforme se logra mediante la compresión. Este es un proceso en el que la compresión de la señal de entrada se realiza en el transmisor, mientras que la expansión de la señal se realiza en el receptor. La combinación de comprimir y expandir es compactar.

El proceso de Companding:

En una cuantificación lineal o uniforme, las señales de pequeña amplitud tendrían una SNR pobre que las señales de gran amplitud. Este es un inconveniente de la cuantificación lineal. Para eliminar este problema, se utiliza una cuantificación no uniforme en la que el tamaño del paso difiere con la amplitud de i / p. La variación del tamaño del paso se logra distorsionando la señal de entrada antes del proceso de cuantificación. Este proceso de distorsión de la señal de entrada antes de la cuantificación se conoce como compresión, en el que la señal se amplifica a un nivel de señal bajo y se atenúa a un nivel de señal alto.

Después de la compresión, se aplica una cuantificación uniforme. Aquí la señal es companding, que es reducir la distorsión general de la transmisión.

Características de entrada y salida de un Compander:

¿Qué es el aliasing?

Definir el efecto de aliasing:

  • El aliasing es un término importante en la codificación y la comunicación digital en sí.
  • Si la señal se muestrea a una velocidad menor que la de Nyquist, la banda lateral se superpone y produce un efecto de interferencia. Esto se llama Efecto de alias.
  • Si se produce un aliasing, no es posible recuperar la señal analógica original.
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Efecto de alias

Filtro antiplegamiento:

Para eliminar el problema del aliasing de las señales, se utiliza un tipo especial de filtro, que se conoce como el filtro anti-aliasing.

Un filtro anti-aliasing suele estar en la entrada de un generador PAM para evitar el efecto de aliasing. La señal PAM se genera muestreando la señal analógica de entrada en un circuito muestreador.

El muestreo se realiza de acuerdo con el Teorema de muestreo, es decir, la frecuencia de muestreo fs se mantiene igual o superior al doble de la frecuencia máxima W presente en la señal analógica de entrada. Sin embargo, si fs <2W, se produce el aliasing y no será posible la recuperación de la señal analógica original. Dado que fs generalmente se mantiene sin cambios, la señal analógica de entrada pasa a través de un filtro de paso bajo antes del muestreo para limitar la banda de la señal analógica de conformidad con el teorema de muestreo.

¿Qué es el muestreo?

Teorema de muestreo estatal:

La base matemática del proceso de muestreo ha sido establecida por el teorema de muestreo de Nyquist. También da una idea sobre la recuperación de la señal original por completo de sus muestras. Por tanto, el enunciado del teorema de muestreo se da en dos partes a continuación ';

  • Una señal de limitación de banda de energía finita que no tiene frecuencia. El rango de W Hz generalmente se designa acordando el valor de las señales en ese momento divididas por ½ W seg.
  • Una señal de límite de banda de energía finita que no tiene frecuencia. Los componentes fuera de W Hz podrían reformarse totalmente a partir de la información de sus datos de muestra clasificados a 2 W muestra / seg.

La frecuencia de muestreo de 2 W / seg se denomina "Tasa de Nyquist". en la explicación del teorema de muestreo.

El 1/2 W recíproco se titula "Intervalo de Nyquist".

Teorema de muestreo de Nyquist Shannon
Teorema de muestreo de Nyquist-Shannon, Crédito de imagen: anónimo, AliasedSpectrum, marcado como dominio público, más detalles sobre Wikimedia Commons

¿Cómo funciona el teorema de muestreo en la codificación?

In muestreo teorema, las señales del mensaje recibido (banda base) se muestrean con una combinación típica de pulsos de forma rectangular o cuadrada. Para la reconstrucción precisa de la señal del mensaje en el extremo receptor, la frecuencia de muestreo debe ser más del doble de la frecuencia máxima. componente especificado por 'W'. En un caso práctico, se utiliza un filtro anti-aliasing (lpf) en el dispositivo muestreador para descartar la banda de frecuencias que son mayores que la W.Por lo tanto, la utilización diversa del muestreo permite minimizar la señal de mensaje incesantemente cambiante (de algunos período determinado) hasta cierto grado de cantidad discreta por segundo.

Explique el proceso de codificación:

Al fusionar el teorema de muestreo y los procedimientos de cuantificación, el orden de una señal de mensaje continuo (banda base) se convierte limitado a valores discretos, pero no en el procedimiento apropiado para la transmisión por un canal de telecomunicaciones de radio de larga distancia. Utilizar los beneficios del muestreo y la cuantificación para crear la señal comunicada más fuerte al ruido, la interferencia y otras condiciones espantosas del canal. El requisito principal es un proceso de codificación para interpretar el conjunto discreto de valores de muestra en una forma adecuada de señal. Este procedimiento distinto en un código se denomina elemento de código o símbolo. La disposición previa específica de los símbolos empleados en la codificación para significar un valor único del conjunto distintivo se denomina "palabra de código" o "carácter".

En el cifrado binario, el símbolo tiene dos valores distintivos, como un pulso -ve o un pulso + ve. Los códigos binarios son, por supuesto, representados como una combinación de 0 y 1 solamente.

En realidad, se prefiere un código binario sobre otros códigos, como el codigo ternario, por los siguientes motivos.

  • Las ventajas más significativas sobre los efectos del ruido en un canal de transmisión podrían obtenerse usando un código binario debido a su sostenibilidad con ruidos más altos.
  • Otra razón es que el código binario está comparativamente simplificado para producir y regenerar nuevamente.

¿Qué es la ley A y la ley μ en la compresión?

Hay dos tipos de leyes de compresión en uso. Estos son, a saber,? Ley y ley A de expansión.

? La expansión de la ley se utiliza en varios países La expansión de la ley A recomendada por el CCITT se utiliza en los países asiáticos y europeos.

? La ley se define por la expresión-

La característica de compresión de la ley A se completa con un segmento lineal para entrada de bajo nivel y un segmento logarítmico para entrada de nivel superior. El caso especial A = 1 corresponde a una cuantificación uniforme. Un valor aplicado para A es 87.561.

La companding según la ley A es inferior a? ley en términos de calidad de señal pequeña, es decir, ruido de canal ideal.

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Acerca de Soumali Bhattacharya

Teorema de muestreo y codificación en la comunicación digital | 3+ hechos importantesActualmente me dedico al campo de la Electrónica y la comunicación.
Mis artículos se centran en las principales áreas de la electrónica básica en un enfoque muy simple pero informativo.
Soy un aprendiz vivo y trato de mantenerme actualizado con las últimas tecnologías en el campo de los dominios de Electrónica.

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