Analoog-digitaalse signaali muundamine on kasulik paljudes rakendustes, kuna digitaalsignaalid on müra suhtes vähem vastuvõtlikud. Digitaalne sidesüsteem tagab parema jõudluse, usaldusväärsuse, turvalisuse, tõhususe ja süsteemide integreerimise. PCM ja DPCM on erinevad allikakodeerimise tehnikad, mõistame nende erinevust võrdluskaardiga.
Võrdluskaart
| Võrdluse alus | PCM | DPCM |
|---|---|---|
| Kaasatud bittide arv | 4, 8 või 16 bitti proovi kohta. | Rohkem kui üks, kuid vähem kui PCM. |
| Kvanteerimisviga ja moonutus | Sõltub tasemete arvust. | Võib esineda kalde ülekoormuse moonutamine ja kvantimismüra. |
| Edastuskanali ribalaius | Nõuda suurt ribalaiust. | Vajadus vähem ribalaiust kui PCM. |
| Tagasiside | Ei anna tagasisidet. | Tagasiside on esitatud. |
| Märgistuse keerukus | Kompleks | Lihtne |
| Signaali ja müra suhe | Hea | Keskmine |
| Kasutusala | Audio, video ja telefon. | Kõne ja video. |
| Bits / proov | 7/8 | 4/6 |
| Bittide määr | 56-64 | 32-48 |
PCM-i määratlus
PCM (impulsi koodmodulatsioon) on allika kodeerimisstrateegia, kus kodeeritud impulsi järjestust kasutatakse sõnumisignaali esitamiseks abiga, mis kujutab signaali aja ja amplituudi diskreetse vormi abil. See hõlmab kahte põhitoimingut - aja diskretiseerimist ja amplituudi diskretiseerimist. Aja diskretiseerimine toimub proovide võtmise teel ja amplituudi diskretiseerimine saavutatakse kvantimise teel. See sisaldab ka täiendavat etappi, mis kodeerib, kus kvantiseeritud amplituudid genereerivad lihtsaid impulssmustreid.
PCM-protsess jaguneb kolmeks osaks, esiteks on edastamine allika otsas, teiseks regeneratsioon ülekandetee ja vastuvõtva otsa juures.
Allikas saatmise lõpp-toimingud -
- Proovide võtmine - proovide võtmine on signaalide mõõtmise protsess võrdsete intervallidega, milles sõnumi (põhiriba) signaali võetakse ruudukujuliste impulsside joonega. Need impulsid on äärmiselt kitsad, et otsekohe proovi võtmise protsess välja tõmmata. Põhiribasignaali täpne rekonstrueerimine saavutatakse siis, kui proovivõtu sagedus peaks olema suurem kui kaks korda kõrgem sageduskomponent, mida tuntakse kui Nyquisti kiirust .
- Kvantifitseerimine - pärast proovi võtmist läbib sõnumi signaal kvantiseerimise, mis annab diskreetse esituse nii aja kui amplituudis. Kvantimisprotsessis on proovivõtu esinemissagedused teatud vahemikus eristatavad.
- Kodeerimine - edastatud signaal on tugevam interferentsi vastu ja müra kvantiseeritud signaali, muundades selle sobivama signaali vormi ja seda tõlget nimetatakse kodeerimiseks.
Toimingud, mis teostati regenereerimise ajal edastusteedel -
Vastuvõtmise lõpus tehtud toimingud -
- Dekodeerimine ja laiendamine - pärast regenereerimist kombineeritakse signaali puhtad impulsid koodisõnana. Seejärel dekodeeritakse koodisõna kvantiseeritud PAM (impulsi amplituudmodulatsiooni) signaaliks. Need dekodeeritud signaalid kujutavad kokkusurutud proovide kavandatud järjestust.
- Rekonstrueerimine - Selles operatsioonis võetakse algne signaal vastu vastuvõtva otsa.
DPCMi määratlus
DPCM (diferentsiaalimpulssikoodide modulatsioon) pole midagi muud kui PCM-i variant. PCM ei ole tõhus, kuna see tekitab palju bitte ja tarbib rohkem ribalaiust. Ülaltoodud probleemi ületamiseks töötati välja DPCM. Sarnaselt PCM-iga koosneb DPCM proovivõtu-, kvantimis- ja kodeerimisprotsessidest. Kuid DPCM erineb PCM-ist, sest see kvanteerib tegeliku proovi ja prognoositava väärtuse vahe. See on põhjus, miks seda nimetatakse erinevaks PCMiks.
DPCM kasutab PCM-i ühist omadust, milles kasutatakse kõrget korrelatsiooni külgnevate proovide vahel. See korrelatsioon genereeritakse siis, kui signaali võetakse kiirusega, mis on suurem kui Nyquisti kiirus. Korrelatsioon tähendab, et signaal ei kohandu kiiresti ühelt proovilt teisele.
Eriti korrelatsiooniga signaali kodeerimine standardse PCM-süsteemi puhul tekitab üleliigset teavet. Redundatsiooni kõrvaldamise abil saab toota efektiivsemat signaali.
PCM ja DPCM vahelised peamised erinevused
- PCM-is sisalduvate bittide arv on 4, 8 või 16 bitti proovi kohta. Teisest küljest hõlmab DPCM bitte rohkem kui ühte, kuid vähem kui PCM-is kasutatavate bittide arv
- Nii PCM kui ka DPCM meetodid kannatavad kvantimisvead ja moonutused, kuid erineval määral.
- DPCM vajab vähem ribalaiust, samas kui PCM töötab suurema ribalaiusega.
- PCM ei anna tagasisidet. Seevastu DPCM annab tagasisidet.
- PCM koosneb keerukast märkest. Vastupidi, DPCM-il on lihtne märge.
- DPCM-il on keskmine signaali-müra suhe. Vastupidi, PCM-il on parem signaal-müra suhe.
- PCM-i kasutatakse heli-, video- ja telefonirakendustes. Vastupidi, DPCM-i kasutatakse kõne- ja videorakendustes.
- Kui me räägime tõhususest, on DPCM samm PCM-i ees.
Järeldus
PCM-protseduur proovib ja teisendab analooglaine digitaalseks koodiks otse analoog-digitaalmuunduri abil. Teisest küljest teeb DPCM sarnase töö, kuid kasutab multibiti vahe väärtust.
