Перетворення аналого-цифрового сигналу є корисним для багатьох застосувань, оскільки цифрові сигнали менш чутливі до шуму. Цифрова система зв'язку забезпечує кращу продуктивність, надійність, безпеку, ефективність та системну інтеграцію. PCM і DPCM є різними методами кодування джерел, давайте зрозуміти різницю між ними з діаграмою порівняння.
Діаграма порівняння
| Основа для порівняння | PCM | DPCM |
|---|---|---|
| Кількість задіяних бітів | 4, 8 або 16 біт на зразок. | Більше одного, але менше PCM. |
| Помилка квантування та спотворення | Залежить від кількості рівнів. | Спотворення перенавантаження нахилу і шум квантування можуть бути присутніми. |
| Пропускна здатність каналу передачі | Необхідна висока пропускна здатність. | Потрібно менше пропускної здатності в порівнянні з PCM. |
| Зворотній зв'язок | Не надає жодного відгуку. | Надається зворотній зв'язок. |
| Складність позначень | Комплекс | Простий |
| Співвідношення сигнал / шум | Добре | Середній |
| Область застосування | Аудіо, відео та телефонія. | Мовлення та відео. |
| Біти / вибірка | 7/8 | 4/6 |
| Швидкість бітів | 56-64 | 32-48 |
Визначення PCM
PCM (модуляція імпульсного коду) є стратегією кодування джерела, де послідовність кодованого імпульсу використовується для представлення сигналу повідомлення з допомогою побудови сигналу у часі і амплітуді в дискретній формі. Вона включає дві основні операції - часову дискретизацію і дискретизацію амплітуди. Дискретизація часу здійснюється шляхом дискретизації, а амплітудної дискретизації досягається квантування. Вона також включає в себе додатковий етап, який є кодуванням, де квантовані амплітуди генерують прості імпульсні структури.
Процес РСМ ділиться на три частини, спочатку передача на кінці джерела, по-друге регенерація на тракті передачі і приймає кінець.
Операції, що виконуються на кінці передачі джерела -
- Вибірка - вибірка - це процес вимірювання сигналу на рівні проміжки часу, коли сигнал (основна смуга) відбирається з лінією прямокутних імпульсів. Ці імпульси надзвичайно звужуються, щоб тісно витягувати процес миттєвого відбору проб. Точна реконструкція сигналу основної смуги сигналу виходить, коли частота дискретизації повинна бути більшою, ніж у два рази найбільша частотна складова, яка називається швидкістю Найквіста .
- Квантування - Після вибірки сигнал повідомлення проходить квантування, яке забезпечує дискретне представлення як в часі, так і в амплітуді. У процесі квантування вибіркові екземпляри задаються інтегральними значеннями в конкретному діапазоні.
- Кодування - переданий сигнал стає більш сильним проти перешкод і шуму квантованого сигналу, переводячи його в більш відповідну форму сигналу, і цей переклад відомий як кодування.
Операції, що виконуються під час регенерації вздовж шляху передачі -
Операції, що виконуються на кінці прийому -
- Декодування і розширення - Після регенерації чисті імпульси сигналу потім об'єднуються в кодове слово. Потім кодове слово декодується в квантований сигнал PAM (Pulse Amplitude Modulation). Ці декодовані сигнали являють собою проектовану послідовність стислих зразків.
- Реконструкція - У цій операції вихідний сигнал відновлюється на кінці прийому.
Визначення DPCM
DPCM (диференційно-імпульсна кодова модуляція) - не що інше, як варіант PCM. PCM не є ефективним, оскільки він генерує багато бітів і споживає більше смуги пропускання. Таким чином, для подолання вищезазначеної проблеми була розроблена ЦЗПМ. Подібно до PCM, DPCM складається з процесів вибірки, квантування та кодування. Але DPCM відрізняється від PCM, тому що він квантує різницю фактичної вибірки і прогнозованої вартості. Саме тому його називають диференційною РСМ.
DPCM використовує загальну властивість PCM, в якій використовується високий ступінь кореляції між сусідніми зразками. Ця кореляція генерується, коли сигнал відбирається зі швидкістю, більшою за швидкість Найквіста. Кореляція означає, що сигнал не адаптується швидко з одного вибірки до іншого.
Кодування надзвичайно корельованого сигналу в стандартній системі PCM виробляє надлишкову інформацію. Завдяки усуненню надмірності може бути отриманий більш ефективний сигнал.
Ключові відмінності між PCM і DPCM
- Кількість бітів, включених в РСМ, становить 4, 8 або 16 біт на зразок. З іншого боку, DPCM включає біти більше одного, але менше, ніж кількість бітів, що використовуються в PCM
- Обидві методи PCM та DPCM страждають від помилок і спотворень квантування, але в різній мірі.
- DPCM вимагає меншої пропускної здатності, тоді як PCM працює на більш високій смузі пропускання.
- PCM не надає ніякого зворотного зв'язку. На відміну від цього, DPCM забезпечує зворотний зв'язок.
- PCM складається з комплексних позначень. На відміну від цього, DPCM має просту нотацію.
- DPCM має середнє відношення сигнал / шум. Навпаки, PCM має краще співвідношення сигнал / шум.
- PCM використовується в аудіо, відео та телефонії. І навпаки, DPCM використовується в мовленнєвих і відео додатках.
- Якщо говорити про ефективність DPCM є на крок попереду PCM.
Висновок
Процедура PCM зразків і перетворення аналогової форми сигналу в цифровий код безпосередньо за допомогою аналого-цифрового перетворювача. З іншого боку, DPCM виконує аналогічну роботу, але використовує багаторозрядне значення різниці.
