Pulzní kódová modulace (PCM): 7 kompletních rychlých faktů

Předmět diskuse: Pulse Code Modulation (PCM)

• Co je pulzní kódová modulace?
• Důležité funkce PCM
• Metoda vzorkování v pulzní kódové modulaci (PCM)
• Kódování v pulzní kódové modulaci (PCM)
• Co je to kvantizace?
• Výhody PCM
• Nevýhody PCM
• Důležité aplikace pulzní kódové modulace (PCM)

Co je pulzní kódová modulace?

Definice PCM:

"Pulzní kódová modulace nebo PCM je zřetelný typ metody převodu z A na D, při které lze data nebo informace uzavřené ve vzorcích analogového signálu získat digitálními postupy. "

V této metodě má každý z digitálních signálů n počet binárních číslic M = 2ⁿ je možný jedinečný počet kódů a všechny tyto kódy mají specifickou úroveň amplitudy. Avšak pro každý vzorek může být významnost z analogového signálu libovolná z neomezených úrovní.

Použije se digitálně šifrované slovo charakterizované amplitudou nejbližší skutečné vzorkované hodnotě. To se jmenuje jako kvantování a proces nazvaný jako kvantování. Jako alternativu k použití obdobné hodnoty vzorku analogické formy w (kTs), blízká přípustná hodnota nahradí vzorek, kde existuje M povolených hodnot, z nichž každá odpovídá jednomu z kódových slov. Další rozšířené kategorie A-to-D převodů, tj. Delta modulace (DM) a diferenciální pulzní kódová modulace (DPCM), jsou popsány dále.

Důležité vlastnosti pulzní kódové modulace:

Pulzní kódovaná modulace má různé funkce. Některé z důležitých funkcí pulzní kódové modulace jsou následující:

• Technika PCM je poměrně levný digitální obvod a mohla se značně použít pro různé aplikace.
• Signál pulzní kódové modulace je výsledkem všech kategorií analogového signálu (vedio, audiovizuální atd.) V kombinaci s datovým signálem (tj. Dostupným z digitálních počítačů nebo přenosných počítačů) a komunikován prostřednictvím standardního rychlého digitálního telekomunikačního schématu. Tato technika multiplexování se nazývá TDM a hovoří se o ní samostatná část.
• Ve vzdálených digitálních telekomunikačních schématech vyžadujících opakovače se čistý signál PCM obnoví v každém zesilovači o / p, kde i / p je tvořen pulzem PCM smíchaným se šumem. Šum v signálu i / p však může v technice PCM vytvářet bitové chyby o / p.
• Poměr signálu k šumu digitálního systému se mohl zlepšit ve srovnání s analogovým systémem. Pravděpodobnost chyby ve výstupu systému by mohla být ještě dále minimalizována použitím správné kódovací techniky šifrování. To kompenzuje hlavní nevýhodu PCM; je vyžadován mnohem širší rozsah šířky pásma než analogické analogové techniky.

Vzorkování, kvantování a kódování v PCM:

Signál modulace pulzního kódu je generován z kvantovaného signálu modulovaného amplitudou pulzu. Zde jsou zakódovány kvantované hodnoty.

Obecně je návrhář systému určen k uvedení stejného kódového slova nebo šifrování představovaného konkrétní kvantovanou úrovní pro Grayův kód. V tomto výsledném signálu modulace pulzního kódu je toto slovo nebo bajt pro každý kvantovaný vzorek strobován z kodéru dalším okamžitým pulzem. Šedý kód se používá, protože v tomto případě se pro každý krok kvantizace změní pouze jeden bit. Typicky „chyby“ v přijatém signálu PCM způsobí minimální chyby v přijatém analogovém signálu za předpokladu, že bit znaménka není chybný.

Metody PCM ilustrují hodnotu kvantovaného analogového vzorku binárními kódy. Obecně platí, že je pravděpodobné, že definujeme kvantované analogové vzorky pomocí digitálních slov pomocí jiné základny než „2“ nebo rovnoměrně transformujeme binární signál na jiný víceúrovňový signál.

Operace ve vysílači:

Vzorkování

Signály zprávy procházejí procesem vzorkování, kde jsou vzorkovány pulzními signály. K reformování signálu zpět do původní podoby existuje specifická podmínka pro vzorkovací frekvenci. Rychlost musí být násobkem 2 nebo více největší frekvenční složky přítomné v signálu.

Nyquistova věta je jedním z důležitých pravidel v procesu odběru vzorků. Zabývá se vzorkovací frekvencí a nezbytnými podmínkami pro rekonstrukci signálu po navzorkování. Věta je důležitá nejen pro Pulzní kódované modulace, ale také pro každou modulační techniku ​​a pro všechny aspekty signálových teorií a signálových aplikací. Matematicky to říká:

F_s > = 2 * F._max

Zde F je frekvence vzorkování a F_max je hodnota největší frekvenční složky přítomné v signálu.

Hlavní roli zde hrají antialiasingové filtry. Vynechávají specifická frekvenční pásma, která jsou obecně vyšší než W.

Kódování

Kódování označuje proces převodu, kterým jsou údaje symbolizovány prostřednictvím určitých konkrétních symbolů nebo znaků. Tento proces přináší větší zabezpečení komunikačního systému. Proto je tento proces důležitý. U dlouhého přenosu vždy existuje možnost nežádoucích interferencí. Kódování nás před těmito útoky zachrání.

V pulzním kódování modulační technika přenosu jsou analogová data převedena na digitální signál. Tato část operace je jednou z důležitých etap. Lze jej také označit jako „fázi digitalizace“.

Konstantní komunikační signál se převede na odlišné hodnoty. Tento odlišný postup v kódu se nazývá kódový prvek nebo symbol. Prvek nebo symbol kódu je dán diskrétními událostmi v kódu. Jak víme, binární kódy jsou dány nulami a jedničkami.

Kvantizace

 "Kvantování je postup minimalizace zbytečných bitů a omezení dat. “

Uveďte výhody a nevýhody PCM:

Výhody PCM

• Přenáší signály rovnoměrně.
• PCM má efektivní SNR.
• PCM vždy nabízí efektivní regeneraci.

Nevýhody PCM

• K útlumu dochází kvůli hluku a vzájemným rozhovorům.
• PCM potřebuje pro přenos větší šířku pásma.
• Během přenosu jsou také pozorovány další chyby.

Další článek týkající se elektroniky klikněte zde

Soumali Bhattacharya

Ahoj, jsem Soumali Bhattacharya. Vystudoval jsem elektroniku.
V současné době investuji do oblasti elektroniky a komunikace.
Mé články jsou zaměřeny na hlavní oblasti základní elektroniky ve velmi jednoduchém, ale informativním přístupu.
Jsem živý student a snažím se udržovat si aktuální informace o všech nejnovějších technologiích v oblasti elektronických domén.

Spojme se přes LinkedIn –