y( t) x( t) 1 - AMOSTRAGEM DE SINAIS ANALÓGICOS. Amostragem natural

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2 - AMOTRAGEM DE INAI ANALÓGICO. Amotrgem nturl O circuito d fig. - poui um gerdor que produz um inl contínuo que chmremo x ( t). Ete inl é trnmitido pr íd trvé d chve. Et chve interrompe, periodicmente, pgem dee inl. Portnto, o inl de íd, que chmremo y ( t), fic com o pecto motrdo direit de figur. Ele é formdo de um eqüênci de motr do inl d entrd.mo upor que o período de motrgem ej T. Nete co, freqüênci de motrgem erá f [ Hz] ou T π rd ω πf T. ( t) x y( t) T Fig. - A fig. - motr que o inl y ( t) pode er decrito, mtemticmente, pel expreão y ( t) x( t) ( t), onde ( t) é um eqüênci periódic de pulo de nívei e, e freqüênci ω. x( t) T ( t) y( t) T Fig. 5-

3 Como função pulnte ( t) é periódic, el pode er expre pel érie de Fourier (ver cpítulo d potil A): A ( t) + A coω t + A co ω t + A co3ω t +... Portnto, y ( t) x( t) + A coω t + A co ω t + A co3ω t +... ou y A A 3 ( t) x( t) + A x( t) coω t + A x( t) co ω t + A x( t) co3ω t +... A A primeir prcel, x( t) 3, vem er o inl contínuo x ( t) tenudo pelo ftor mo upor que o inl motrdo y ( t) ej trnmitido e recebido por um receptor. mo upor, ind, que ee receptor poui um filtro que deix pr pen primeir prcel e elimin demi. Nee co, teremo recuperção do inl A x( t) contnte 3 A.. Ete inl vem er o inl originl contínuo x ( t) pen tenudo pelo ftor A. Como veremo mi dinte, o filtro que elimin componente indeejávei é do tipo p bix. er fig. -3 y( t) Filtro p bix A x( t) T O termo Fig. -3 A é componente médi d função pulnte ( t ). Com be no reultdo do exercício - do cpítulo d potil A, podemo concluir que, endo o período A τ T e endo τ durção de cd pulo (ver fig. -4 ), reult. T τ T Fig. -4

4 Nete co, o inl motrdo pode er ecrito: y τ T ( t) x( t) + A x( t) ω t + A x( t) co ω t + A x( t) co3ω t... co 3 + Chmndo de x R ( t), o inl recuperdo no receptor, tem-e τ x R ( t) x( t) T Portnto, podemo concluir que qunto mi lrgo for o pulo de motrgem, menor erá tenução do inl recuperdo. Amotrgem de um inl enoidl mo nlir o co em que o inl de entrd é x( t) coω t Nete co, o inl motrdo fic: τ y( t) coωt + A coωt coωt + A coωt co ω t + A3 coωt co3ω t T Pel trigonometri tem-e identidde co cob co co + + ( b ) + ( b ) Aplicndo e identidde n expreão de y ( t) y τ T A A, reult: ( t) coω t + ( ) t co ω ω + co( ω + ω) A A A A + co A fig. -5 motr poição de componente no epectro de freqüênci ( ω ω ) t + co( ω + ω ) t + co( 3ω ω ) t + co( 3ω + ω ) t+ t+ Y ( ω ) τ T ω A ω ω A ω + ω A ω ω A ω + ω A3 3ω ω A3 3ω + ω ω Fig. -5 3

5 e ete inl pr por um filtro p bix cuj freqüênci de corte ω X é mior que ω e menor que ( ω ω ), o filtro deix pr o inl de freqüênci ω e rejeit tod outr componente. Portnto, n íd dee filtro teremo o inl x R τ T ( t) coω t Ete é um inl enoidl contínuo cuj únic diferenç pr o inl x(t) originl é um mplitude menor. Et mplitude pode er umentd pr o vlor originl, com o emprego de um imple mplificdor. Condição de recuperção do inl x( t) τ T Exminndo fig. -5, vemo que o filtro p bix ó poderá deixr pr componente ω e rejeitr outr, e for obedecid condição:. ω ω > ω ou ω > ω ou f > f Concluão: Podemo trnmitir omente motr de um inl, porque é poível regenerr o inl completo no receptor. Pr hver recuperção de um inl enoidl, trnmitido n form motrd, é neceário que freqüênci de motrgem ej mior que du veze freqüênci dee inl. Co d motrgem de um inl não enoidl compoto de muit freqüênci N fig. -6., temo um exemplo de um inl contínuo no tempo, m não enoidl. Como ele é não enoidl, eu epectro é compoto por muit freqüênci. Entretnto ele poui um freqüênci máxim que foi deignd por f (er fig. -6.b). Qundo ete inl é motrdo por um freqüênci f, o epectro do inl motrdo fic como motrdo n fig. -6.c. 4

6 x( t) t X ( f ) () f Y ( f ) (b) f f f f f + f f f (c) Fig. 5-6 Podemo concluir que pr um filtro p bix poder recuperr o inl contínuo originl é que o epectro de freqüênci, do inl motrdo, obedeç condição: f f > f ou f > f Concluão:-Pr hver recuperção de um inl não enoidl, trnmitido n form motrd, é neceário que freqüênci de motrgem ej mior que du veze mior freqüênci epectrl do inl não enoidl. O inl elétrico de voz produzido n íd do microfone de um telefone celulr, tem um epectro de freqüênci emelhnte o d fig. -6.b. u freqüênci máxim é 3,4 khz. Ete inl é motrdo 8. veze por egundo e e motr ão trnmitid. Qundo o inl motrdo é recebido, um filtro p bix deve recuperr o inl contínuo originl. ejmo e condição neceári é tifeit: f 3, 4 khz e f 8 khz Nete co Podemo ver que f 6, 8 Portnto, condição khz f 8 khz é mior que f 6, 8 khz f > f ficou tifeit. 5

7 COMUNICAÇÃO EM PULE AMPLITUDE MODULATION - PAM Amotrgem nturl e motrgem intntâne. O tipo de motrgem que cbmo de nlir é denomind "motrgem nturl". Entretnto, n trnmiõe PAM (Pule Amplitude Modultion) e PCM (Pule Code Modultion), u-e chmd "motrgem intntâne". N motrgem intntâne, o inl é motrdo no intnte que chve fech. er fig A durção d motr é extremmente pequen. er fig. -7.b. Em eguid um dipoitivo, chmdo hold, fz com que o nível de tenão motrdo permneç contnte durnte um tempo τ. er fig. -7.c. E operção é conhecid como mple & hold. Normlmente durção τ é muito menor que o período de motrgem T. ( ) ( b ) τ T ( c ) Fig. -7 A eguir, e eqüênci periódic de pulo etreito é trnmitid.. Qundo ete tipo de motrgem é trnmitido o receptor conegue recuperr o inl originl contínuo d mem form que no co d motrgem nturl. Bt que e tifç condição f > f, onde f é mior freqüênci, do inl originl de entrd, e f é freqüênci com que ele é motrdo. Diferenç de comportmento entre motrgem nturl e motrgem mple & hold. A fig. -8 motr em detlhe crcterític d motrgem mple & hold em relção à vrição do inl motrdo. Not-e que motr não compnh 6

8 perfeitmente vrição do inl, durnte durção τ. Ito crret um modificção d repot em freqüênci do inl recuperdo no receptor, como motrremo eguir. imo que e o inl de entrd for x ( t) coω t então, n motrgem nturl e recuper o inl x R τ T ( t) coω t τ T Fig. -8 Já, n motrgem mple & holding o inl recuperdo obedece expreão: x R ωτ τ en T ω τ ( t) coω t Ito crret um diminuição do nível no inl recuperdo, principlmente n lt freqüênci de áudio poi o vlor de diminuição depende d freqüênci ω do inl de áudio. Qunto mior for et freqüênci mior erá tenução. Normlmente, e modificçõe d mplitude, no inl recuperdo, ão corrigid, fcilmente, com um pequen modificção n repot do filtro p bix de recuperção do inl no receptor. Mi dinte erá reolvido um exercício que ilutr o proceo. Multiplex temporl PAM Um d principi utilizçõe dee tipo de comunicção motrd é pr o envio, em um únic linh de trnmião, de vário ini telefônico de voz. Entre du motr uceiv, de um memo inl de voz, intercl-e motr do outro ini de voz. Et é principl rzão pr que o pulo de motrgem precim er etreito. A fig. -9 motr um exemplo de um multiplex PAM pr qutro ini independente de voz. 7

9 Amotr de Qutro ini independente t Fig. -9 Recepção de um multiplex PAM O receptor elecion, eprdmente, motr de cd inl de voz. A fig. -. motr eqüênci de motr, de um memo inl de voz, eleciond no receptor. ( ) ( b ) ( c ) Fig. - A eguir é feito o lrgmento do pulo pr o vlor do período de motrgem. Det mneir o inl motrdo ume form de ecd. er fig. -.b. Et operção é conhecid como hold T. Finlmente, motr pm pelo filtro p bix, recuperndo-e o inl nlógico originl. er fig. -.c. Como, no receptor e tem τ T, expreão do inl recuperdo tom form; 8

10 x R ω T en ω T ( t) coω t πf en f ou xr ( t) coω t πf f Exercício - Um epectro de um inl telefônico de voz é formdo por um conjunto de freqüênci que, individulmente, pouem mplitude. A menor e mior freqüênci, dee inl, ão repectivmente Hz e 34 Hz. A freqüênci de motrgem é 8. Hz. ) Determinr mplitude, no inl recuperdo, pr freqüênci f Hz e f 3. 4 Hz b) Eboçr repot do filtro p bix que compen vrição de mplitude com freqüênci. olução: ) f Hz π en xr ( t) 8 coω t,9997 coω t π 8 Amplitude, 9997 π 34 en f 3. 4 Hz xr ( t) 8 coω t,783 coω t π 34 8 Amplitude:,783 b) O filtro deve proporcionr um gnho G M n freqüênci f 3. 4 Hz de tl form que G M, 783 ou G,783 M Portnto G M, 373,783 A repot do filtro p bix deve ter o pecto motrdo bixo 9

11 G M,373 G 3,4 khz f Dificuldde d comunicção PAM. O inl PAM e deform, fcilmente, com repot em freqüênci e fe do meio de trnmião. er fig. -. Fig. - Além dito, preenç de ruído modific o nívei de tenão motrdo. Por ito, trnmião PAM não é utilizd, não er, em ditânci pequen dentro de um equipmento. u utilizção pr trnmião grnde ditânci ó contece pó um procemento que trnform eu inl em Pule Code Modultion- PCM

12 MODULAÇÃO POR CÓDIGO DE PULO (Pule Code Modultion PCM) Um mneir mi robut de trnmitir, o nívei d motr do inl, é n form numéric. Nete co, pr cd motr, trnmite-e um eqüênci de bit e, E eqüênci de bit form um plvr digitl que repreent, n be doi, um vlor numérico proporcionl o vlor d tenão d motrd. er fig. -. Et trnformção é conhecid como converão nlógico-digitl ou implemente converão AD. Exitem circuito integrdo epecilizdo que relizm e operção. AMOTRA INAL TRANMITIDO 89 Fig. - N recepção, o receptor terá, pen, que identificr o vlore de cd bit. É clro que repot em freqüênci e o ruído, do meio de trnmião, deformm, tmbém, o pulo digiti. Entretnto, e e deformçõe não forem exceivmente grnde, o receptor não terá dificuldde pr identificr corretmente eqüênci de bit d informção digitl (ver fig. -). Tomndo-e como referênci o nível médio do inl recebido, teremo um bit qundo o inl etá cim de referênci e vice-ver. INAL RECEBIDO INAL DIGITAL REGENERADO Fig. - Apó identificção do bit, o receptor ger motr nlógic cuj mplitude correpondem o vlore numérico de cd plvr digitl recebid. Et operção é denomind converão digitl-nlógic, ou implemente, converão DA. Atulmente exitem, tmbém, circuito integrdo epecilizdo que relizm e operção. A eguir, o pulo nlógico, correpondendo cd motr, ão lrgdo de mneir dquirir durção T, onde T é o período de motrgem (operção hold T ). Com ito, o inl dquire form de ecd. Finlmente, o inl ecd reultnte p pelo filtro p bix compendo n lt freqüênci. Det mneir, o inl nlógico originl de voz é recuperdo.

13 O tipo de comunicção decrito é chmdo de Pule Code Modultion - PCM. N prte () d fig. -3 tem-e um digrm implificdo de um trnmior PCM. A prte (b), d mem figur motr o digrm implificdo do receptor PCM. Modernmente, exitem chip comercii que contém um trnmior e um receptor PCM completo. TRANMIOR PCM motrdor motr nlógic inl PCM () codific. inl PCM motr nlógic RECEPTOR PCM filtro p bix decodif. hold T (b) Fig. -3 Precião d codificção numéric d motr. A mplitude de um pulo PAM poui um nível nlógico de tenão. Memo limitndo o vlor máximo do inl motrdo, exitirm infinito vlore de mplitude d motr. Portnto, pr repreentr com extidão todo o vlore de mplitude que motr poderim dquirir eri neceári um quntidde infinit de plvr binári. Nete co, cd plvr binári deveri ter, tmbém, infinito bit. Como ito não é poível, limit-e quntidde de nívei pívei de erem repreentdo numericmente. Det mneir, cd motr nlógic é trnmitid com o nível dicreto mi próximo de eu vlor nlógico. A operção que determin qul o nível dicreto vi er trnmitido e chm quntizção. er fig. -4. AMOTRA MÁXIMA m + 3 m + m + m m + 3 m + m + m motr nlógic Fig. -4 AMOTRAGEM QUANTIZADA

14 A trnformção do vlor dicreto ecolhido, em um plvr numéric, e chm codificção digitl. A fig. -5. preenç do quntizdor em um trnmior PCM. motr nlógic motr quntizd inl PCM motrdor quntizdor codific. () inl PCM decodif. motr quntizd hold T filtro (b) p bix Fig. -5 A fig. -5.b motr recuperção do inl nlógico proveniente de um inl PCM. Quntizção d motr nlógic mo upor que e dot p bit pr codificr numericmente cd motr. Nete p p co, teremo n plvr digiti ou ej, pode-e trnmitir nívei diferente pr deignr mplitude de motr. O bit mi ignifictivo é deigndo pr repreentr o inl lgébrico d tenão motrd. Portnto, pr repreentr poívei mplitude, que um motr poitiv ou negtiv poui, obrm p bit. Tom-e o mior vlor poível que mplitude d motr pode dquirir e divide-e por p. O reultdo vem er o tmnho do intervlo de tenão entre doi vlore uceivo de quntizção. Ete intervlo fic v. er fig. -6. p p p p mx P t Fig -6 3

15 Qundo o vlor nlógico de um motr e itu dentro dee intervlo, u-e proximr pr o nível de quntizção mi próximo dee vlor. Poderá er o nível uperior ou o inferior. er fig. -7. AMOTRA MÁXIMA QUANTIZAÇÃO MÁXIMA m + 3 m + 3 m + m + m + m + m m motr nlógic motr quntizd Fig. -7 Ito produz um erro, que pode er poitivo ou negtivo, que é denomindo erro de quntizção. Efeito do erro de quntizção. O nível correto, d motr, vem er o nível quntizdo omdo o erro de quntizção. Portnto, o nível quntizdo vem er o nível correto d motr meno o erro de quntizção. Ito é o memo que dizer que o nível quntizdo vem er igul o vlor correto do nível d motr, omdo o erro de quntizção com o vlor lgébrico contrário. er fig. -8. ERRO DE AMOTRAGEM AMOTRAGEM QUANTIZADA AMOTRAGEM ANALÓGICA Fig. -8 Portnto, qundo e decodific motr quntizd o inl reultnte equivle à motrgem de doi ini nlógico. O primeiro dele eri o inl nlógico originl 4

16 que e queri trnmitir. O egundo dele eri um inl nlógico repreentdo pel motr produzid pelo pulo de erro de quntizção. Ete último inl nlógico, recuperdo, tem propriedde de ruído letório. er fig. -9. Ete ruído, que compnh o inl deejdo, e chm ruído de quntizção. inl deejdo Ruído de quntizção Fig. -9 Determinção d relção entre o inl e o ruído de quntizção. imo que, e forem dotdo p bit de codificção e o vlor d mior motr de inl, então o intervlo entre doi vlore de quntizção erá: for v p ej m e m+ doi vlore uceivo de quntizção. e mplitude v d motr for tl que m v m +, 5 v, então o vlor dotdo, pr quntizção erá m. Nete co mior mplitude do erro erá ε, 5 v. e mplitude v d motr for tl que m +,5 v < v m +, então o vlor dotdo, pr quntizção erá m+. Nete co mior mplitude do erro erá ε +, 5 v. Portnto, em tod ituçõe teremo ε,5 v v p p ε 6- p A relção entre erro máximo de quntizção e o mior vlor d motr, fic: ε p - 5

17 A expreão - motr que qunto mior for o comprimento p bit, d plvr digitl, menor erá relção entre o erro máximo de quntizção e o mior vlor d motr. Tx digitl d codificção de voz. e forem dotdo p bit, pr codificr cd motr, teremo tx digitl: 8 motr p bit bit f p 8 egundo motr eg. emo que qunto mior p, mior erá tx digitl pr trnmião de um cnl de voz. Mior tx ignific mior lrgur de fix, mior potênci de trnmião, etc. Portnto, ecolh de p deve etr ujeit o compromio entre qulidde d quntizção e lrgur de fix ocupd pelo inl digitl. Erro reltivo, de quntizção, pr nívei intermediário de motr. ej v o intervlo entre doi nívei de quntizção. e mplitude nlógic de um motr for v, o erro reltivo máximo, de quntizção, é ddo por: v ε r v e e mplitude do intervlo de quntizção v for contnte, o erro reltivo crece qundo mplitude v d motr decrece. Como ito não é deejdo, procur-e fzer com que o intervlo de quntizção ej menor pr o nívei bixo d motr. er fig. -. O PCM quntizdo det mneir é chmdo de PCM compndido. p p mx p Fig. - t O pdrõe PCM, pr telefoni utilizm PCM compndido. Ele um p 8 bit por motr. Reult tx digitl por cnl de voz: 6

18 Qulidde do áudio recebido 8 motr 8 bit kbit f 64 egundo motr eg. O método udo pr determinr qulidde de um áudio, proveniente de um codificção digitl de um inl de voz, e chm Men Opinion core- MO. Ete método conite em e reunir um certo número de ouvinte em um l, protegid cuticmente. Ete ouvinte ouvem ee om de um áudio, e fornecem opiniõe individui, n form de not de zero cinco, obre qulidde do áudio recebido. A not 5 ignific excelente e not ignific inceitável. A eguir comput-e not médi. O PCM compndido, de 8 bit por motr, reult, gerlmente not médi igul 4,5, o que ignific qulidde muito bo. Nee memo PCM compndido, not médi diminui rpidmente com diminuição d quntidde de bit por motr. er fig. -. QUALIDADE ( MO ) TAXA DIGITAL kbit / Fig. - Codificçõe digiti mi eficiente No início d décd de 97 urgiu o proceo de digitlizção de voz conhecido como Adpttive Differentil PCM ADPCM. Ele poui mem qulidde do PCM convencionl per de trblhr com tx de 3 kbit/ por cnl de voz. N du últim décd urgirm lgun proceo ind mi eficiente. Entre ele podemo citr o Coded Excited Liner Predictor CELP. O CELP poui qulidde ligeirmente inferior o PCM convencionl. Entretnto u tx digitl por cnl de voz é pen 8 kbit/. Et tx digitl por cnl de voz vem er o vlor mínimo que e coneguiu tingir té preentemente. A digitlizção de voz pelo proceo CELP é utilizd no doi pdrõe de item celulr originário do Etdo Unido e que repreentm doi do trê pdrõe dotdo pelo Bril, ou ejm o CDMA I-95 e o TDMA I 36. O item GM, que foi concebido n Europ, u o proceo Reidul Pule Excittion, Long Term Prediction-RPE-LTP. u tx digitl por cnl de voz é 3 kbit/. A eguir introduziremo o princípio d codificçõe de voz com bix tx digiti. 7

19 3 - PCM DIFERENCIAL - Differentil PCM DPCM È um método de codificção do inl de voz que conegue produzir mem qulidde de voz que o PCM, porém, utilizndo metde d tx digitl, ou ej, 3 kbit/. Princípio de funcionmento do PCM Diferencil No trnmior, nte de er produzid um motr do inl nlógico, fz-e um previão do vlor de motr. Qundo motr é produzid, fz-e diferenç entre eu vlor e o vlor predito. Quntiz-e et diferenç. A quntizção det diferenç é codificd digitlmente e trnmitid. N fig. 3-. vemo que, endo ˆ o vlor predito e o vlor d motr que foi relmente produzid, trnmite-e diferenç: ˆ Note-e que + ˆ TRANMIOR RECEPTOR lor d motr Fig. 3- No receptor, fz-e mem previão do vlor d motr que foi feit no trnmior. Portnto tem-e o vlor predito ˆ igul o do trnmior. Qundo for recebido, bt fzer om com o vlor predito e recuperremo o vlor verddeiro d motr er fig. 3-.b. A fig. 3- inclui o dipoitivo de predição e o exemplo de um eqüênci de motr produzid, u prediçõe e diferenç, entre eu vlore, que ão trnmitid e recebid. ˆ ˆ lor predito d motr ( ) ˆ ˆ PREDITOR ˆ ˆ ˆ lor predito d motr ( b ) + ˆ PREDITOR lor d motr + ˆ ˆ ˆ ˆ + ˆ,,,,,,8,3,3,8,,9, -, -,,,9,7,65,5,5,65,7 Fig. 3-8

20 Repre-e que informção n entrd, tnto do preditor do trnmior, como no do receptor, é o vlor verddeiro d motr que cbou de chegr. N relidde, o preditor é um memóri que gurd, eqüêncilmente, um determind quntidde de vlore d motr do inl que e etá produzindo. Ele u o vlor d últim motr e o d nteriore, pr etimr o vlor d próxim motr que vi chegr. Pr ito ele utiliz um determindo lgoritmo computcionl. Ito eri emelhnte prever que um etrngeiro vi gnhr corrid de ão ilvetre dete no. Bendo-e n informção de que, no último no, o etrngeiro que empre gnhrm, probbilidde de que ito conteç novmente é bem grnde. upondo que o lgoritmo de previão é bem elbordo, teremo diferenç entre o vlor verddeiro d motr e o predito, muito pequen, ou ej, bem menor que o vlor d própri motr. A diferenç entre motr verddeir e predit e chm reíduo. A fig. 3-3 crecent, o equem, o quntizdor dee reíduo. Infelizmente, produze, conequentemente, erro de quntizção. ˆ Trnmior ˆ QUANTIZADOR PREDITOR + ε + ε + ε ˆ ˆ Receptor + ε + ˆ + ε PREDITOR + ε + ε Fig. 3-3 Note-e que o receptor recuper o vlor d motr omdo o vlor do erro de quntizção. mo upor que ejm utilizdo p bit pr codificr o vlore quntizdo do reíduo. upondo que mior diferenç ej, o erro máximo de quntizção erá ddo por: ε 3- p p Relciondo-e com mplitude máxim d motr, reult: ε p Ou ε p 3- imo, pel expreão -, que, no co do PCM, é válido: 9

21 ε p PCM 3-3 Comprndo-e 3- com 3-, podemo concluir que: ε DPCM ε PCM Portnto, melhor do DPCM em relção o PCM é dd pelo ftor µ e o preditor do DPCM for bem elbordo teremo reíduo muito pequeno, ou ej, <<. Dito reult << Portnto ε DPCM ε << PCM Implementção do preditor O preditor tem form de um filtro digitl. No tul etdo d rte, técnic mi bem ucedid de predição, u configurção motrd n fig Ete rrnjo é denomindo liner predictor. Ele é formdo por um bnco de memóri que contém empre n últim motr recebid. Reliz-e um om ponderd do vlore de motr de mneir poder predizer o vlor mi provável d próxim motr que erá recebid. A ponderção é relizd por meio de coeficiente cientificmente determindo com be no comportmento do inl de voz e n influênci d ordem cronológic d motr. A motr mi recente etão ujeit peo miore do que motr mi ntig. Undo, novmente, nlogi com corrid de ão ilvetre, verímo que o vencedore, de no trá, têm muito menor importânci pr predição de quem erá o vencedor do próximo no, do que o vencedore do no mi recente. + ε z z z z z b d h c g ˆ Fig. 3-4

22 Preditor dpttivo No equem mi vnçdo, o coeficiente não pouem vlore fixo. Exite um item de relimentção, que prtir d mplitude do reíduo produzido, jut o coeficiente do preditor de tl modo diminuir o vlore do próximo reíduo. er fig ˆ Trnmior ˆ PREDITOR Adptdor de coeficiente QUANTIZADOR + ε ˆ + ε + ε + ε ˆ Receptor + ε + ˆ + ε PREDITOR Adptdor de coeficiente + ε + ε + ε Fig. 3-5 Nete co, o circuito preditor com coeficiente dpttivo fic como ilutrdo n fig ε z z z z z ˆ + ε reíduo h g d c Adptção do coeficiente b Fig. 3-6 O DPCM com dptção de coeficiente e chm ADPCM (Adpttive Differentil PCM) O PCM, proprimente dito é pdronizdo. Exitem doi pdrõe: lei µ e lei A. O primeiro dele é udo em lgun píe d Améric ti como Etdo Unido, Cndá e México, im como em lgun píe de outro continente. O PCM, lei A, é udo n Europ e, tmbém, prcilmente em outro continente. O Bril dotou o PCM lei A. Ambo o pdrõe digitlizm voz em um tx de 64 kbit/. O ADPCM não poui pdronizçõe univeri. u técnic epecífic é, que empre, proprietári d empre onde foi deenvolvido. A veze recebe um nome epecil.

23 A codificção ADPCM mi eficiente foi deenvolvid, ob encomend, em um univeridde mericn e e chmou RELP (Reidul Excited Liner Predictor) Um dipoitivo RELP conegue, com pen 4 bit de quntizção, ter um qulidde tão bo qunto do PCM compndido de 8 bi. Reult tx digitl do cnl de voz: 8 motr 4 bit kbit f 3 egundo motr eg. Coded Excited Liner Predictor CELP Ete tipo de digitlizção de voz conegue diminuir tx de trnmião, de um inl de voz, pr 8 kbit/. A qulidde d voz recebid é inferior do ADPCM. Entretnto, e qulidde é ceitável pr lgun tipo de comunicção ti como, por exemplo, telefoni celulr. O equem funcionl do CELP etá motrdo n fig QUANTIZADOR TRANMIOR BLOCO DE 4 BIT PRODUZIDO PREDITOR Adptdor de coeficiente CODE BOOK BLOCO DE BIT TRANMITIDO () BLOCO DE 4 BIT PRODUZIDO RECEPTOR BLOCO DE BIT RECEBIDO CODE BOOK PREDITOR Adptdor de coeficiente (b) Fig. 3-7

24 A prte (), de figur, motr o codificdor de trnmião. Ele poui um memóri ROM, denomind code book. Et memóri poui 4 endereço. Em cd endereço etá rmzend um plvr, digitl, de 4 bit. 4 bemo que com 4 bi é poível ecrever, plvr diferente. Entretnto, pen 4 de plvr form eleciond pr o rmzenmento no code book. Et plvr form ecolhid de mneir er bem diferente um d outr. A primeir prte do trnmior é um ADPCM como o RELP. Cd bloco de 4 bit, d íd dee ADPCM, é comprdo com 4 plvr do code book. erific-e qul de 4 plvr é mi precid com o bloco produzido e trnmite-e pen eu endereço. O comprimento d plvr de endereço é de bit, poi 4. Portnto pr cd 4 bit produzido pelo ADPCM, ão trnmitido pen bit. Ito provoc um redução de um qurto n tx digitl. upondo que tx de íd do ADPCM ej igul 3 kbit/, tx de trnmião fic reduzid 8 kbit/. A prte (b) d fig. 3-7 motr o receptor. Ele contém um code book igul o do trnmior. O receptor recebe o bloco de bit, que repreentm endereço do codebook. Ao receber um determindo endereço, o receptor lê plvr de 4 bit rmzend nee epecífico endereço. Et plvr, que gor poui tx de 3 kbit/, é proced pelo ADPCM de mneir recompor motr do inl de voz. Coniderçõe Qundo o bloco de 4 bit produzido no trnmior for extmente igul à plvr ecolhid do code book, motr, regenerd no receptor, eri mem do item ADPCM puro. Entretnto, mior prte d veze, o receptor utiliz um plvr de 4 bit que é pen precid com quel produzid pelo ADPCM do trnmior. Ito deterior qulidde d voz recebid. Portnto, o CELP tem um qulidde inferior o do RELP. Entretnto, per dito, o item celulre de egund gerção, mericno, um codificdore det nturez. D mem form todo o item celulre de terceir gerção tmbém um codifcdore dee tipo. A rzão, pr ito, é que tx digitl bix crret menor lrgur de fix ocupd pelo inl e, portnto, mior quntidde de cni de voz n fix de operção. Ito compen reltivmente bix deteriorção d qulidde d voz recebid. Entretnto, o CELP é bem mi fetdo por erro de bit, n comunicção, do que o ADPCM. Por exemplo: - No ADPCM, o erro de um bit mud um plvr de 4 bit pr outr muito precid. Já no CELP, o erro de um bit mud o endereço correto pr outro endereço onde e encontr um plvr bem diferente d que foi ecolhid no trnmior. Et itução etá previt n teori de informção: diminuição d tx digitl obtid no CELP conteceu à cut de um diminuição d redundânci d informção trnmitid. Portnto, o uo do CELP deve er compnhdo de código corretore de erro btnte eficiente. O código corretore de erro crecentm bit de redundânci n plvr digiti, o que fz umentr tx de trnmião. Dito reult um limite inferior, de 8 kbit/, d tx digitl reultnte d codificção do inl de voz por ee proceo. O etudo de código corretore de erro digiti não erá borddo net diciplin por neceitr de pré-requiito epecii ti como teori d informção. 3