Konwersja sygnału analogowo-cyfrowego jest korzystna dla wielu aplikacji, ponieważ sygnały cyfrowe są mniej podatne na zakłócenia. System komunikacji cyfrowej zapewnia lepszą wydajność, niezawodność, bezpieczeństwo, wydajność i integrację systemu. PCM i DPCM są odrębnymi technikami kodowania źródłowego, zrozu- miemy różnicę między nimi a tabelą porównawczą.
Wykres porównania
| Podstawa do porównania | PCM | DPCM |
|---|---|---|
| Liczba zaangażowanych bitów | 4, 8 lub 16 bitów na próbkę. | Więcej niż jeden, ale mniej niż PCM. |
| Błąd kwantyzacji i zniekształcenie | Zależy od liczby poziomów. | Może występować zniekształcenie przeciążenia stropem i szum kwantyzacji. |
| Przepustowość kanału transmisyjnego | Wymagaj dużej przepustowości. | Potrzebujesz mniejszej przepustowości niż PCM. |
| Sprzężenie zwrotne | Nie zapewnia żadnych opinii. | Informacje zwrotne są dostarczane. |
| Złożoność zapisu | Złożony | Prosty |
| Stosunek sygnału do szumu | Dobry | Średni |
| Obszar zastosowania | Dźwięk, wideo i telefonia. | Mowa i wideo. |
| Bity / próbka | 7/8 | 4/6 |
| Szybkość bitów | 56-64 | 32-48 |
Definicja PCM
PCM (Modulacja kodu impulsu) jest strategią kodowania źródłowego, w której sekwencja zakodowanego impulsu jest wykorzystywana do reprezentowania sygnału wiadomości z pomocą wykreślania sygnału w czasie i amplitudzie w dyskretnej postaci. Obejmuje dwie podstawowe operacje - dyskretyzację czasu i dyskretyzację amplitudy. Dyskretyzacja czasu odbywa się poprzez próbkowanie, a dyskretyzacja amplitudy osiąga kwantyzację. Zawiera również dodatkowy krok, który jest kodowaniem, w którym skwantowane amplitudy generują proste wzorce pulsu.
Proces PCM jest podzielony na trzy części, pierwsza to transmisja na końcu źródłowym, po drugie regeneracja na ścieżce transmisji i na końcu odbiorczym.
Operacje wykonywane u źródła przekazującego koniec -
- Pobieranie próbek - Pobieranie próbek to proces mierzenia sygnału w równych odstępach czasu, w którym sygnał komunikatu (pasma podstawowego) jest próbkowany z linią prostokątnych impulsów. Impulsy te są niezwykle zawężone, aby ściśle wyodrębnić proces pobierania próbek. Dokładna rekonstrukcja sygnału pasma podstawowego jest uzyskiwana, gdy częstotliwość próbkowania powinna być większa niż dwukrotność najwyższej składowej częstotliwości, znanej jako szybkość Nyquista .
- Kwantyzacja - po próbkowaniu sygnał wiadomości przechodzi kwantyzację, która zapewnia dyskretną reprezentację zarówno w czasie, jak i amplitudzie. W procesie kwantyzacji próbkowane instancje są przydzielane jako wartości całkowite w określonym zakresie.
- Kodowanie - Wysyłany sygnał jest silniejszy przeciwko interferencji i szumowi skwantowanego sygnału, tłumacząc go na bardziej odpowiednią formę sygnału, a to tłumaczenie jest znane jako kodowanie.
Operacje wykonywane w czasie regeneracji wzdłuż ścieżki transmisji -
Operacje wykonywane po odebraniu -
- Dekodowanie i rozszerzanie - Po regeneracji czyste impulsy sygnału są następnie łączone w słowie kodowym. Następnie słowo kodowe jest dekodowane do kwantowanego sygnału PAM (Pulse Amplitude Modulation). Te dekodowane sygnały reprezentują przewidywaną sekwencję skompresowanych próbek.
- Rekonstrukcja - w tej operacji oryginalny sygnał jest odzyskiwany po stronie odbiorczej.
Definicja DPCM
DPCM (modulacja różnicowego impulsu) jest niczym innym, jak wariantem PCM. PCM nie jest wydajny, ponieważ generuje wiele bitów i zużywa więcej przepustowości. Aby rozwiązać powyższy problem, opracowano DPCM. Podobnie jak w przypadku PCM, DPCM składa się z próbkowania, kwantyzacji i procesów kodowania. Ale DPCM różni się od PCM, ponieważ kwantyfikuje różnicę rzeczywistej próbki i przewidywanej wartości. Z tego powodu nazywa się go różnicowym PCM.
DPCM wykorzystuje wspólną właściwość PCM, w której wykorzystuje się wysoki stopień korelacji między sąsiednimi próbkami. Korelacja ta jest generowana, gdy sygnał jest próbkowany z prędkością większą niż szybkość Nyquista. Korelacja oznacza, że sygnał nie zmienia się szybko z jednej próbki do drugiej.
Kodowanie skrajnie skorelowanych sygnałów w standardowym systemie PCM generuje nadmiarowe informacje. Poprzez eliminację nadmiarowości można uzyskać bardziej wydajny sygnał.
Kluczowe różnice między PCM i DPCM
- Liczba bitów zawartych w PCM wynosi 4, 8 lub 16 bitów na próbkę. Z drugiej strony, DPCM obejmuje bity większe niż jeden, ale mniej niż liczba bitów używanych w PCM
- Zarówno techniki PCM, jak i DPCM wykazują błędy kwantyzacji i zniekształcenia, ale w różnym stopniu.
- DPCM wymaga mniejszej przepustowości, podczas gdy PCM działa na większej przepustowości.
- PCM nie zapewnia żadnych informacji zwrotnych. Natomiast DPCM zapewnia informację zwrotną.
- PCM składa się ze złożonej notacji. W przeciwieństwie do DPCM ma prosty zapis.
- DPCM ma średni stosunek sygnału do szumu. Wręcz przeciwnie, PCM ma lepszy stosunek sygnału do szumu.
- PCM jest używany w aplikacjach audio, wideo i telefonii. I odwrotnie, DPCM jest używany w aplikacjach mowy i wideo.
- Jeśli mówimy o wydajności, DPCM jest o krok przed PCM.
Wniosek
Procedura PCM pobiera próbki i przekształca przebieg analogowy w kod cyfrowy bezpośrednio za pomocą przetwornika analogowo-cyfrowego. Z drugiej strony DPCM wykonuje podobną pracę, ale wykorzystuje różnicową wartość multibitów.
