¿Qué significa modulación por impulsos codificados?
La modulación por impulsos codificados (PCM) es una representación digital de una señal analógica que toma muestras de la amplitud de la señal analógica a intervalos regulares. Los datos analógicos muestreados se transforman en datos binarios, que los representan.
La PCM requiere un reloj muy preciso. El número de muestras por segundo, que oscila entre 8.000 y 192.000, suele ser varias veces la frecuencia máxima de la forma de onda analógica en hercios (Hz), o ciclos por segundo, que oscila entre 8 y 192 KHz.
La palabra pulso hace referencia a los pulsos que se encuentran en las líneas de transmisión, que son una consecuencia natural de otros dos métodos analógicos que evolucionaron casi simultáneamente: la modulación de anchura de pulsos y de posición de pulsos, en las que cada una utiliza pulsos de señal discretos de anchuras o posiciones variables.
Por lo demás, el PCM tiene pocas similitudes con estas otras formas de codificación de señales. Estas metodologías se introdujeron en EEUU a principios de los años 60, cuando las compañías telefónicas empezaron a convertir la voz en señales digitales para facilitar la transmisión entre ciudades.
Definición de modulación por impulsos codificados
Cada muestra en un PCM está cuantizada, aproximando un conjunto muy grande de valores posibles por un conjunto relativamente pequeño de valores, que pueden ser números enteros o incluso símbolos discretos. Por complejos que sean, todos los datos analógicos pueden digitalizarse. Esto incluye datos analógicos como el vídeo de movimiento completo, el sonido, la telemetría y la realidad virtual.
Los datos PCM son en realidad muestras de audio digital en bruto. Los archivos de audio, en formatos como MP3 y AAC, se convierten primero en datos PCM. Después, los datos PCM se convierten en señales analógicas para los altavoces.
El procesamiento posterior por procesadores de señales digitales puede crear muchos flujos de datos. Estos flujos, a su vez, pueden multiplexarse en flujos mayores de datos transmitidos muy rápidamente a largas distancias mediante procesos como la multiplexación por división en el tiempo, la multiplexación por división de frecuencia y otros.
La TDM se utiliza más ampliamente por su compatibilidad natural con la comunicación digital y su menor necesidad de ancho de banda.
Cuando estos flujos de datos llegan a su destino, se demultiplexan, se descomponen en flujos de datos individuales y se demodulan, aplicando el procedimiento de modulación a la inversa para recrear los números binarios originales. Estos se procesan de nuevo para restaurar la forma de onda analógica original.
En el proceso de transición de un periodo de muestreo al siguiente, la señal adquiere una importante energía de alta frecuencia. Se utilizan filtros analógicos para suavizar la señal y eliminar estas frecuencias no deseadas, llamadas frecuencias de aliasing. Dependiendo del requisito de precisión de las señales de salida, estos filtros analógicos pueden ser necesarios o no.