Analoginio-skaitmeninio signalo konvertavimas yra naudingas daugeliui programų, nes skaitmeniniai signalai yra mažiau jautrūs triukšmui. Skaitmeninės komunikacijos sistema užtikrina geresnį našumą, patikimumą, saugumą, efektyvumą ir sistemos integraciją. PCM ir DPCM yra atskiri šaltinio kodavimo metodai, suprasime skirtumą tarp palyginimo diagramos.
Palyginimo diagrama
| Palyginimo pagrindas | PCM | DPCM |
|---|---|---|
| Susijusių bitų skaičius | 4, 8 arba 16 bitų vienam mėginiui. | Daugiau nei vienas, bet mažesnis nei PCM. |
| Kiekybinė klaida ir iškraipymas | Priklauso nuo lygių skaičiaus. | Gali atsirasti nuolydžio perkrovos iškraipymas ir kvantavimo triukšmas. |
| Perdavimo kanalo pralaidumas | Reikalingas didelis pralaidumas. | Reikia mažiau pralaidumo, palyginti su PCM. |
| Atsiliepimas | Nepateikia jokių atsiliepimų. | Pateikiama atsiliepimų. |
| Žymėjimo sudėtingumas | Kompleksas | Paprasta |
| Signalo ir triukšmo santykis | Gerai | Vidutinis |
| Taikymo sritis | Garso, vaizdo ir telefonijos paslaugos. | Kalbos ir vaizdo įrašai. |
| Mėginiai / mėginiai | 7/8 | 4/6 |
| Bitų norma | 56-64 | 32-48 |
PCM apibrėžimas
PCM (impulso kodo moduliavimas) yra šaltinio kodavimo strategija, kurioje koduojamo impulso seka naudojama pranešimo signalui reprezentuoti, padedant signalą į laiką ir amplitudę diskrečioje formoje. Tai apima dvi pagrindines operacijas - laiko diskretizavimą ir amplitudės diskretizavimą. Laiko diskretizavimas atliekamas imant mėginius, o amplitudės diskretizavimas pasiekiamas kvantuojant. Ji taip pat apima papildomą žingsnį, koduojantį, kai kvantuotos amplitudės sukuria paprastus impulsų modelius.
PCM procesas yra suskirstytas į tris dalis, pirma, yra perdavimas šaltinio gale, antra, regeneravimas perdavimo keliu ir priėmimo galas.
Operacijos, atliekamos šaltinio perdavimo pabaigoje -
- Mėginių ėmimas - ėminių ėmimas - tai matavimo procesas lygiais intervalais, kai imamas signalas (bazinė juosta) imant stačiakampių impulsų liniją. Šie impulsai yra labai susiaurinti, kad būtų galima atidžiai atrinkti momentinį mėginių ėmimo procesą. Tikslus bazinės juostos signalo rekonstravimas gaunamas, kai mėginių ėmimo dažnis turi būti didesnis nei du kartus didesnis už didžiausią dažnio komponentą, vadinamą „ Nyquist“ greičiu .
- Kiekybinis nustatymas - po mėginių ėmimo pranešimo signalas patenka į kvantavimą, kuris suteikia diskretų vaizdą tiek laiko, tiek amplitudės atžvilgiu. Kvantavimo procese atrinkti pavyzdžiai yra atskiros reikšmės tam tikrame diapazone.
- Kodavimas - perduodamas signalas yra stipresnis prieš trikdžius ir triukšmo kvantuotą signalą verčia jį į tinkamesnę signalo formą ir šis vertimas yra žinomas kaip kodavimas.
Operacijos, atliekamos regeneravimo metu per perdavimo kelią -
Operacijos, atliekamos gavimo pabaigoje -
- Dekodavimas ir išplėtimas - Po regeneravimo, švarūs signalo impulsai sujungiami į kodo žodį. Tada kodo žodis dekoduojamas į kvantuotą PAM (impulso amplitudės moduliacijos) signalą. Šie dekoduoti signalai rodo planuojamą suspaustų mėginių seką.
- Rekonstrukcija - šioje operacijoje pradinis signalas yra atkuriamas priimančiojoje vietoje.
DPCM apibrėžimas
DPCM (diferencinio impulso kodo moduliavimas) yra tik PCM variantas. PCM nėra veiksmingas, nes sukuria daug bitų ir sunaudoja daugiau juostos pločio. Taigi, norint įveikti pirmiau nurodytą problemą, buvo sukurtas DPCM. Panašiai kaip ir PCM, DPCM sudaro mėginių ėmimo, kvantavimo ir kodavimo procesai. Tačiau DPCM skiriasi nuo PCM, nes jis kvantuoja faktinio mėginio ir numatomos vertės skirtumą. Dėl šios priežasties ji vadinama diferencine PCM.
DPCM naudoja bendrą PCM savybę, kurioje naudojamas aukštas gretimų mėginių koreliacijos laipsnis. Ši koreliacija generuojama tada, kai signalas imamas didesniu greičiu nei Nyquist. Koreliacija reiškia, kad signalas nesikeičia greitai iš vieno pavyzdžio į kitą.
Labai koreliuojamo signalo kodavimas standartinėje PCM sistemoje sukuria nereikalingą informaciją. Panaikinus atleidimą iš darbo, galima sukurti efektyvesnį signalą.
Pagrindiniai PCM ir DPCM skirtumai
- Į PCM įtrauktų bitų skaičius yra 4, 8 arba 16 bitų vienam mėginiui. Kita vertus, DPCM apima daugiau nei vieną bitą, bet mažiau nei PCM naudojamų bitų skaičius
- Tiek PCM, tiek DPCM metodai patiria kvantavimo klaidą ir iškraipymus, tačiau skirtingu mastu.
- DPCM reikia mažiau pralaidumo, o PCM veikia didesnio dažnių juostos plotyje.
- PCM nepateikia jokių atsiliepimų. Priešingai, DPCM pateikia atsiliepimus.
- PCM sudaro sudėtingas žymėjimas. Priešingai, DPCM turi paprastą žymėjimą.
- DPCM turi vidutinį signalo ir triukšmo santykį. Priešingai, PCM turi geresnį signalo ir triukšmo santykį.
- PCM naudojamas garso, vaizdo ir telefonijos programose. Priešingai, DPCM yra naudojama kalboje ir vaizdo įrašų taikomojoje programoje.
- Jei kalbame apie efektyvumą, DPCM yra žingsnis į priekį prieš PCM.
Išvada
PCM procedūros pavyzdžiai ir analoginės bangos formos pavertimas skaitmeniniu kodu tiesiogiai naudojant analoginį skaitmeninį keitiklį. Kita vertus, DPCM atlieka panašų darbą, tačiau naudoja multibito skirtumo vertę.
