Việc chuyển đổi tín hiệu tương tự sang kỹ thuật số có lợi cho nhiều ứng dụng vì các tín hiệu số ít bị nhiễu hơn. Hệ thống truyền thông kỹ thuật số cung cấp hiệu suất, độ tin cậy, bảo mật, hiệu quả và tích hợp hệ thống tốt hơn. PCM và DPCM là các kỹ thuật mã hóa nguồn riêng biệt, hãy hiểu sự khác biệt giữa chúng với biểu đồ so sánh.
Biểu đồ so sánh
| Cơ sở để so sánh | PCM | DPCM |
|---|---|---|
| Số bit liên quan | 4, 8 hoặc 16 bit cho mỗi mẫu. | Nhiều hơn một nhưng ít hơn PCM. |
| Lỗi lượng tử hóa và biến dạng | Phụ thuộc vào số cấp. | Độ dốc quá tải biến dạng và tiếng ồn lượng tử hóa có thể trình bày. |
| Băng thông của kênh truyền | Yêu cầu băng thông cao. | Cần ít băng thông hơn so với PCM. |
| Phản hồi | Không cung cấp bất kỳ thông tin phản hồi. | Phản hồi được cung cấp. |
| Độ phức tạp của ký hiệu | Phức tạp | Đơn giản |
| Tín hiệu tỷ lệ nhiễu | Tốt | Trung bình cộng |
| Lĩnh vực của ứng dụng | Âm thanh, video và điện thoại. | Bài phát biểu và video. |
| Bit / mẫu | 7/8 | 4/6 |
| Tốc độ bit | 56-64 | 32-48 |
Định nghĩa về PCM
PCM (Điều chế mã xung) là một chiến lược mã hóa nguồn trong đó chuỗi xung được mã hóa được sử dụng để biểu diễn tín hiệu thông báo với sự trợ giúp vẽ tín hiệu thành thời gian và biên độ ở dạng rời rạc. Nó bao gồm hai hoạt động cơ bản - thời gian rời rạc và sự rời rạc biên độ. Sự rời rạc thời gian được thực hiện bằng cách lấy mẫu, và sự phân rã biên độ đạt được lượng tử hóa. Nó cũng bao gồm một bước bổ sung là mã hóa trong đó biên độ lượng tử tạo ra các mẫu xung đơn giản.
Quá trình PCM được chia thành ba phần, đầu tiên là truyền ở đầu nguồn, tái tạo thứ hai ở đường truyền và đầu nhận.
Các hoạt động được thực hiện ở cuối truyền phát nguồn -
- Lấy mẫu - Lấy mẫu là một quá trình đo tín hiệu theo các khoảng bằng nhau trong đó tín hiệu thông điệp (dải cơ sở) được lấy mẫu với dòng xung hình chữ nhật. Các xung này được thu hẹp cực kỳ chặt chẽ để trích xuất quy trình lấy mẫu tức thời. Sự tái tạo chính xác của tín hiệu băng cơ sở thu được khi tốc độ lấy mẫu phải lớn hơn hai lần thành phần tần số cao nhất được gọi là tốc độ Nyquist .
- Lượng tử hóa - Sau khi lấy mẫu tín hiệu thông báo trải qua lượng tử hóa cung cấp biểu diễn riêng biệt theo cả thời gian và biên độ. Trong quá trình lượng tử hóa, các thể hiện được lấy mẫu là các giá trị tích phân được sắp xếp trong phạm vi cụ thể.
- Mã hóa - Tín hiệu truyền được tạo ra mạnh hơn để chống nhiễu và nhiễu tín hiệu được lượng tử hóa bằng cách chuyển nó thành một dạng tín hiệu phù hợp hơn và bản dịch này được gọi là mã hóa.
Các hoạt động được thực hiện tại thời điểm tái sinh dọc theo đường truyền -
Các hoạt động được thực hiện ở cuối nhận -
- Giải mã và mở rộng - Sau khi tái tạo, các xung sạch của tín hiệu sau đó được kết hợp trong một từ mã. Sau đó, từ mã được giải mã thành tín hiệu PAM (Điều biến biên độ xung) được lượng tử hóa. Các tín hiệu được giải mã này đại diện cho chuỗi dự kiến của các mẫu nén.
- Tái thiết - Trong hoạt động này, tín hiệu gốc được phục hồi ở đầu nhận.
Định nghĩa của DPCM
DPCM (Điều chế mã xung vi sai) không gì khác ngoài một biến thể của PCM. PCM không hiệu quả vì nó tạo ra rất nhiều bit và tiêu tốn nhiều băng thông hơn. Vì vậy, để khắc phục vấn đề nêu trên, DPCM đã nghĩ ra. Tương tự như PCM, DPCM bao gồm các quy trình lấy mẫu, lượng tử hóa và mã hóa. Nhưng DPCM khác với PCM vì nó định lượng sự khác biệt của mẫu thực tế và giá trị dự đoán. Đó là lý do nó được gọi là PCM vi sai.
DPCM sử dụng đặc tính chung của PCM trong đó mức độ tương quan cao giữa các mẫu liền kề được sử dụng. Mối tương quan này được tạo ra khi tín hiệu được lấy mẫu ở tốc độ lớn hơn tốc độ Nyquist. Tương quan có nghĩa là tín hiệu không thích ứng thay đổi nhanh chóng từ mẫu này sang mẫu khác.
Việc mã hóa tín hiệu cực kỳ tương quan trong hệ thống PCM tiêu chuẩn tạo ra thông tin dư thừa. Thông qua việc loại bỏ dư thừa tín hiệu hiệu quả hơn có thể được tạo ra.
Sự khác biệt chính giữa PCM và DPCM
- Số lượng bit có trong PCM là 4, 8 hoặc 16 bit cho mỗi mẫu. Mặt khác, DPCM liên quan đến các bit nhiều hơn một, nhưng ít hơn số bit được sử dụng trong PCM
- Cả hai kỹ thuật PCM và DPCM đều bị lỗi lượng tử và biến dạng nhưng ở mức độ khác nhau.
- DPCM yêu cầu ít băng thông hơn trong khi PCM hoạt động trên băng thông cao hơn.
- PCM không cung cấp bất kỳ thông tin phản hồi. Ngược lại, DPCM cung cấp thông tin phản hồi.
- PCM bao gồm các ký hiệu phức tạp. Đối với, DPCM có một ký hiệu đơn giản.
- DPCM có tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm trung bình. Ngược lại, PCM có tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm tốt hơn.
- PCM được sử dụng trong các ứng dụng âm thanh, video và điện thoại. Ngược lại, DPCM được sử dụng trong ứng dụng lời nói và video.
- Nếu chúng ta nói về hiệu quả DPCM là một bước đi trước PCM.
Phần kết luận
Quy trình PCM lấy mẫu và chuyển đổi dạng sóng tương tự thành mã kỹ thuật số trực tiếp với sự trợ giúp của bộ chuyển đổi Analog sang kỹ thuật số. Mặt khác, DPCM thực hiện công việc tương tự nhưng sử dụng giá trị chênh lệch multibit.
