Proyecto 2 PCM Waveform
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Comunicaciones Digitales
Proyecto 2
Pulse Code Modulation en Simulink
Instrucciones:
Esta prctica es de carcter individual. La fecha de entrega es el domingo 6 de abril de
2014 antes de las 23:55 h a travs del sistema Moodle. Se deber entregar un reporte
que contenga las siguientes secciones: 1) Introduccin, 2) Antecedentes (explicar
brevemente la teora PCM), 3) Modelo (explicar brevemente el modelo PCM explicado en
la seccin 5 de sta prctica), 4) Resultados (Presentar y explciar las graficas de las
formas de onda de los osciloscopios de cada uno de los modelos utilizados). Para evaluar
el reporte es un requisito indispensable incluir una seccin de conclusiones de la
prctica.
Objetivos:
1. Introducir al estudiante en el manejo de Simulink como herramienta para la
evaluacin de sistemas de comunicaciones digitales.
2. Complementar la teora sobre codificacin PCM estudiada en el curso de
comunicaciones digitales con simulaciones prcticas.
3. Utilizar simulink para generar una forma de onda PCM completa, tanto en el
transmisor como en el receptor.
Metodologa:
A continuacin se presentan las actividades a realizar para alcanzar los objetivos de la
prctica.
0. Pre-laboratorio: Antes de comenzar la prctica, es conveniente que se familiarice con
los bloques que se muestran en la Figura 1.
Figura 1. Bloques de simulink utilizados en esta prctica.
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1. Muestreo (Sampling):
Para construir el diagrama de bloques en Simulink es necesario ejecutar Matlab en la
computadora y a continuacin escribir simulink en la ventana de comandos de Matlab.
Se abrir la ventana de libreras de Simulink, desde donde se puede arrastrar y soltar los
elementos seleccionados al rea de trabajo de Simulink. Abrir un nuevo proyecto en
simulink en la pestaa correspondiente. Entonces se podr implementar un modelo de
bloques para muestrear una seal analgica en simulink como se muestra en la siguiente
figura:
Figura 2. Modelo de bloques para muestrear una seal.
Configuracin de parmetros de los bloques: (a) Pulse Generator: Pulse type: Time based Time: Use simulation time Amplitude: 1 Period: 2 Pulse width(%of period): 50, see the effect of varying the pulse width by taking the pulse width to be 10,20,30,40, but take the figure of the output only for the case of 50 and comment about previous cases(10,40) without figures. Phase delay: 0 (b) Signal Generator: Waveform: Sine Amplitude: 1 Frequency: 1 Hz
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2. Bloque de cuantificacin
Implementar un modelo de bloques para cuantificar una seal en simulink como se
muestra en la siguiente figura:
Figura 3. Modelo de bloques para cuantificar una seal.
Configuracin de parmetros de los bloques:
a) Signal generator: deber configurar el generador de seales como en el apartado anterior.
b) Scalar Quantizer: Quantization partition (=value of quantization levels): [-0.75 -0.25 0.25 0.75] Quantization codebook: [-0.825 -0.5 0 .5 0.825] I/P signal vector length: 1 Sample time: 0.1
3. Cuantificacin despus del muestreo
Implementar un modelo de bloques para muestrear y luego cuantificar una seal en
simulink como se muestra en la siguiente figura:
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Figura 4. Modelo de bloques para muestrear y cuantificar una seal
Los parmetros de los bloques se configuran como en las secciones anteriores.
4. Cuantificacin y codificacin por bloques
Implementar un modelo de bloques para cuantificar y codificar una seal en simulink
como se muestra en la siguiente figura:
Figura 5. Diagrama de bloques para cuantificar y codificar una seal.
Notas tiles: 1) El bloque llamado "Integer to Bit Converter" representa el proceso de codificacin.
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2) El bloque llamado "Scalar Quantizer" representa el proceso de cuantificacin. 3) Utilizamos el bloque llamado "Simout" para transformar de simulink al workspace de Matlab, de tal forma que podamos trabajar con los parmetros que queremos. 4) No podemos trabajar con simout en el workspace a menos que sea transformado de estructura a un arreglo, lo cual puede hacerse haciendo doble click en el bloque llamado simout, luego transformar de estructura a arreglo. 5) Podemos encontrar el Root Mean Square Value (RMSV) del error de cuantificacin de la salida del bloque simout. 5. Pulse Code Modulation (Muestreo, Cuantificacin y Codificacin) Construir el modelo mostrado en la Figura
Figura 6. Diagrama de bloques de un transmisor y un receptor PCM
Los parmetros se configuran de la siguiente manera. (a) Pulse Generator: Pulse type: Time based Time: Use simulation time Amplitude: 1 Period: 0.01 Pulse width (%of period): 1 Phase delay: 0 Choose the bottom check box. (b) Signal Generator: Waveform: Sine
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Amplitude: 2 Frequency: 5 Hz Choose the bottom check box. (c) Scalar Quantizer: Quantization partition (=value of quantization levels): [-.5 0 .5] Quantization codebook: [-0.75 -0.25 0.25 0.75] I/P signal vector length: 1 Sample time: 0.01 (c) Integer to Bit Converter: Number of bits per integer: 4 (d) Bit to Integer Converter: Number of bits per integer: 4 (e) Quantizer decode: Quantization codebook: [-0.825 -0.5 0 .5 0.825] If the filterd signal (scope 3) is not the same as the original signal change fc till you get the desired signal (try and error method). Hay que tener en mente que la seal es afectada por los siguientes factores: a) Run time. b) Frecuencia de la seal original. c) Frecuencia de corte fc.