Analog-digitālā signāla pārveidošana ir izdevīga daudziem lietojumiem, jo digitālie signāli ir mazāk jutīgi pret troksni. Digitālā sakaru sistēma nodrošina labāku veiktspēju, uzticamību, drošību, efektivitāti un sistēmas integrāciju. PCM un DPCM ir atšķirīgas avota kodēšanas metodes, sapratīsim atšķirību starp tām ar salīdzinājuma diagrammu.
Salīdzinājuma diagramma
| Salīdzināšanas pamats | PCM | DPCM |
|---|---|---|
| Iesaistīto bitu skaits | 4, 8 vai 16 biti uz paraugu. | Vairāk nekā viens, bet mazāks par PCM. |
| Kvantizācijas kļūda un izkropļojumi | Atkarīgs no līmeņu skaita. | Var rasties slīpuma pārslodzes traucējumi un kvantēšanas troksnis. |
| Pārraides kanāla joslas platums | Nepieciešams liels joslas platums. | Nepieciešams mazāk joslas platums, salīdzinot ar PCM. |
| Atsauksmes | Nedod atgriezenisko saiti. | Tiek sniegta atgriezeniskā saite. |
| Apzīmējumu sarežģītība | Komplekss | Vienkārša |
| Signāla un trokšņa attiecība | Labi | Vidējais |
| Piemērošanas joma | Audio, video un telefonijas pakalpojumi. | Runa un video. |
| Biti / paraugs | 7/8 | 4/6 |
| Bitu likme | 56-64 | 32-48 |
PCM definīcija
PCM (impulsa koda modulācija) ir avota kodēšanas stratēģija, kurā kodētā impulsa secība tiek izmantota, lai attēlotu ziņojuma signālu ar palīdzību, kas attēlo signālu laikā un amplitūdā diskrētā formā. Tas ietver divas pamata operācijas - laika diskretizāciju un amplitūdas diskretizāciju. Laika diskretizācija tiek veikta ar paraugu ņemšanu, un amplitūdas diskretizācija tiek sasniegta kvantācijā. Tas ietver arī papildu soli, kas kodē, kur kvantētās amplitūdas rada vienkāršus impulsu modeļus.
PCM process ir sadalīts trīs daļās, pirmkārt, ir pārraide avota galā, otrkārt, reģenerācija pārraides ceļā un saņemšanas galā.
Darbības, kas veiktas avota nosūtīšanas beigās -
- Paraugu ņemšana - Paraugu ņemšana ir signāla mērīšanas process vienādos intervālos, kuros parauga (pamatjoslas) signāls tiek ņemts ar taisnstūra impulsu līniju. Šie impulsi ir ārkārtīgi sašaurināti, lai cieši noņemtu momentāno paraugu ņemšanas procesu. Precīzu pamatjoslas signāla rekonstrukciju iegūst, ja paraugu ņemšanas frekvencei jābūt lielākai par divreiz lielāko frekvenču komponentu, ko sauc par Nyquist ātrumu .
- Kvantitācija - pēc paraugu ņemšanas signāls tiek pakļauts kvantēšanai, kas nodrošina diskrētu attēlošanu gan laikā, gan amplitūdā. Kvantēšanas procesā atlasītie gadījumi ir atsevišķas integrētas vērtības konkrētā diapazonā.
- Kodēšana - pārsūtītais signāls ir spēcīgāks pret traucējumiem un trokšņo kvantēto signālu, pārvēršot to piemērotākajā signāla formā, un šis tulkojums ir pazīstams kā kodējums.
Darbības, kas veiktas reģenerācijas laikā pa pārvades ceļu -
Darbības, kas veiktas saņemšanas beigās -
- Dekodēšana un paplašināšana - Pēc reģenerācijas signāla tīrie impulsi pēc tam tiek kombinēti ar koda vārdu. Tad koda vārds tiek dekodēts kvantētā PAM (pulsa amplitūdas modulācijas) signālā. Šie dekodētie signāli attēlo saspiestu paraugu plānoto secību.
- Rekonstrukcija - šajā operācijā sākotnējais signāls tiek uztverts saņēmēja galā.
DPCM definīcija
DPCM (diferenciālā impulsa koda modulācija) ir tikai PCM variants. PCM nav efektīvs, jo tas rada daudz bitu un patērē vairāk joslas platuma. Tātad, lai pārvarētu iepriekš minēto problēmu, tika izstrādāts DPCM. Līdzīgi kā PCM, DPCM sastāv no paraugu ņemšanas, kvantēšanas un kodēšanas procesiem. Bet DPCM atšķiras no PCM, jo tā kvantē faktiskā parauga un paredzētās vērtības starpību. Šī iemesla dēļ to sauc par diferencētu PCM.
DPCM izmanto PCM kopīgo īpašību, kurā tiek izmantota augsta līmeņa korelācija starp blakus esošiem paraugiem. Šī korelācija tiek ģenerēta, kad signāls tiek ņemts ar ātrumu, kas ir lielāks par Nyquist ātrumu. Korelācija nozīmē, ka signāls nemainās ātri no vienas parauga uz citu.
Ļoti korelēta signāla kodēšana standarta PCM sistēmā rada lieku informāciju. Novēršot atlaišanu, var radīt efektīvāku signālu.
Galvenās atšķirības starp PCM un DPCM
- PCM ietverto bitu skaits ir 4, 8 vai 16 biti uz vienu paraugu. No otras puses, DPCM ietver vairāk nekā vienu bitu, bet mazāku par PCM izmantoto bitu skaitu
- Gan PCM, gan DPCM metodes cieš kvantēšanas kļūdas un izkropļojumus, bet atšķirīgā mērā.
- DPCM prasa mazāk joslas platuma, kamēr PCM darbojas lielākos joslas platumos.
- PCM nesniedz atgriezenisko saiti. Turpretī DPCM nodrošina atgriezenisko saiti.
- PCM sastāv no sarežģītiem apzīmējumiem. Pretstatā DPCM ir vienkāršs apzīmējums.
- DPCM ir vidēja signāla un trokšņa attiecība. Gluži pretēji, PCM ir labāka signāla un trokšņa attiecība.
- PCM izmanto audio, video un telefonijas lietojumprogrammās. Un otrādi, DPCM izmanto runas un video lietojumprogrammās.
- Ja mēs runājam par efektivitāti, DPCM ir solis priekšā PCM.
Secinājums
PCM procedūras paraugi un analogās viļņu forma tiek pārveidota par ciparu kodu tieši ar analogā ciparu pārveidotāja palīdzību. No otras puses, DPCM veic līdzīgu darbu, bet izmanto daudzbitu atšķirības vērtību.
