Az analóg-digitális jel átalakítása számos alkalmazás számára előnyös, mivel a digitális jelek kevésbé érzékenyek a zajra. A digitális kommunikációs rendszer jobb teljesítményt, megbízhatóságot, biztonságot, hatékonyságot és rendszerintegrációt biztosít. A PCM és a DPCM a különböző forráskódolási technikák, megértjük a különbséget az összehasonlító táblázattal.
Összehasonlító táblázat
| Az összehasonlítás alapja | PCM | DPCM |
|---|---|---|
| Az érintett bitek száma | 4, 8 vagy 16 bit / minta. | Több mint egy, de kevesebb, mint a PCM. |
| Kvantálási hiba és torzítás | A szintek számától függ. | A meredekség túlterhelés torzítása és a kvantálási zaj jelenhet meg. |
| Az átviteli csatorna sávszélessége | Nagy sávszélesség szükséges. | Kevesebb sávszélesség szükséges a PCM-hez képest. |
| Visszacsatolás | Nem ad visszajelzést. | Visszajelzés biztosított. |
| A jelölés összetettsége | Összetett | Egyszerű |
| Jel-zaj arány | Jó | Átlagos |
| Alkalmazási terület | Audio, videó és telefonálás. | Beszéd és videó. |
| Bit / minta | 7/8 | 4/6 |
| A bitek aránya | 56-64 | 32-48 |
A PCM meghatározása
A PCM (Pulse Code Modulation) egy forráskódolási stratégia, ahol a kódolt impulzus szekvenciáját használjuk az üzenetjel reprezentálására, azzal a segítséggel, hogy a jelet időben és amplitúdóba írják a diszkrét formában. Két alapvető művelet - idő diszkrimináció és amplitúdó diszkrimináció. Az idő diskretizálását mintavételezéssel végezzük, és az amplitúdó diszkrimináció kvantálással érhető el. Egy további lépést is tartalmaz, amely kódolja, ahol a kvantált amplitúdók egyszerű impulzusmintákat hoznak létre.
A PCM folyamat három részre van osztva, először a forrásvégen történő átvitel, másodszor regenerálás az átviteli úton és a fogadó végén.
A forrásátviteli végén végzett műveletek -
- Mintavétel - A mintavétel egy olyan folyamat, amelynek során a jelet egyenlő időközönként mérjük, amelyben az üzenet (alapsáv) jelét a négyszögletes impulzusok sorával veszik fel. Ezek az impulzusok rendkívül szűkültek, hogy szorosan kivonják a pillanatnyi mintavételi folyamatot. Az alapsávi jel pontos rekonstrukciója akkor érhető el, ha a mintavételi frekvencia nagyobb, mint kétszerese a legmagasabb frekvenciájú komponensnek, amelyet Nyquist-sebességnek nevezünk .
- Kvantálás - A mintavétel után az üzenetjel kvantálódik, amely diszkrét ábrázolást biztosít mind az idő, mind az amplitúdóban. A kvantálási folyamatban a mintavételezett példányok egy bizonyos tartományba eső integrált értékek.
- Kódolás - Az átvitt jel erősödik az interferencia ellen, és a kvantált jelet egy megfelelőbb jelforrásba történő átfordítással zajlik, és ezt a fordítást kódolásnak nevezzük.
Az átviteli útvonal mentén a regenerálás idején végzett műveletek -
A fogadó végén végzett műveletek -
- Dekódolás és bővítés - A regenerálás után a jel tiszta impulzusait egy kódszóban egyesítik. Ezután a kódszót kvantált PAM (Pulse Amplitude Modulation) jelre dekódoljuk. Ezek a dekódolt jelek a tömörített minták kivetített szekvenciáját képviselik.
- Újjáépítés - Ebben a műveletben az eredeti jelet a fogadó végén visszanyerjük.
A DPCM meghatározása
A DPCM (Differenciális impulzus kód moduláció) nem más, mint egy PCM változata. A PCM nem hatékony, mivel sok bitet generál és több sávszélességet fogyaszt. Tehát a fenti probléma leküzdéséhez a DPCM-et dolgozták ki. A PCM-hez hasonlóan a DPCM mintavételi, kvantálási és kódolási folyamatokból áll. A DPCM azonban eltér a PCM-től, mert kvantálja a tényleges minta és a várható érték különbségét. Ez az oka annak, hogy differenciált PCM-nek hívják.
A DPCM a PCM közös tulajdonságát használja, amelyben a szomszédos minták közötti nagyfokú korrelációt használjuk. Ez a korreláció akkor keletkezik, amikor a jelet a Nyquist sebességnél nagyobb sebességgel veszik fel. A korreláció azt jelenti, hogy a jel nem változik gyorsan a mintából a másikra.
A rendkívül korrelált jel kódolása a szabványos PCM rendszerben redundáns információt eredményez. A redundancia kiküszöbölésével hatékonyabb jel állítható elő.
A PCM és a DPCM közötti különbségek
- A PCM-ben lévő bitek száma 4, 8 vagy 16 bit / minta. Másrészről a DPCM egynél többet tartalmaz, de kevesebb, mint a PCM-ben használt bitek száma
- A PCM- és a DPCM-technikák mind a kvantálási hibát, mind a torzítást különböző mértékben érintik.
- A DPCM kisebb sávszélességet igényel, míg a PCM nagyobb sávszélességen működik.
- A PCM nem nyújt visszajelzést. Ezzel szemben a DPCM visszajelzést ad.
- A PCM összetett jelölésekből áll. Ezzel ellentétben a DPCM egyszerű jelöléssel rendelkezik.
- A DPCM-nek átlagos jel-zaj aránya van. Éppen ellenkezőleg, a PCM-nek jobb jel-zaj aránya van.
- A PCM-et audio-, video- és telefonos alkalmazásokban használják. Ezzel ellentétben a DPCM-et beszéd és videó alkalmazásban használják.
- Ha a hatékonyságról beszélünk, a DPCM egy lépés a PCM előtt.
Következtetés
A PCM eljárás analóg és digitális átalakító segítségével közvetlenül analóg hullámformát alakít át digitális kódokká. Másrészről a DPCM a hasonló munkát végzi, de multibit különbség értéket használ.
