Pretvorba analogno-digitalnog signala korisna je za mnoge primjene jer su digitalni signali manje osjetljivi na buku. Digitalni komunikacijski sustav osigurava bolje performanse, pouzdanost, sigurnost, učinkovitost i integraciju sustava. PCM i DPCM su različite tehnike kodiranja izvora, shvatimo razliku između njih s usporednom tablicom.
Tablica usporedbe
| Osnova za usporedbu | PCM | DPCM |
|---|---|---|
| Broj uključenih bitova | 4, 8 ili 16 bita po uzorku. | Više od jednog, ali manje od PCM. |
| Kvantizacijska pogreška i izobličenje | Ovisi o broju razina. | Može doći do izobličenja preopterećenja nagiba i buke kvantizacije. |
| Širina prijenosnog kanala | Zahtijevaju visoku propusnost. | Potrebno je manje propusnosti u odnosu na PCM. |
| Povratne informacije | Ne daje povratne informacije. | Dobivene su povratne informacije. |
| Složenost zapisa | Kompleks | Jednostavan |
| Omjer signala prema buci | Dobro | prosječan |
| Područje primjene | Audio, video i telefonija. | Govor i video. |
| Bita / uzorku | 7/8 | 4/6 |
| Brzina bitova | 56-64 | 32-48 |
Definicija PCM-a
PCM (Pulse Code Modulation) je strategija kodiranja izvora gdje se slijed kodiranog impulsa koristi za predstavljanje signala poruke uz pomoć ucrtavanja signala u vrijeme i amplitude u diskretnom obliku. To uključuje dvije osnovne operacije - vremensku diskretizaciju i diskretizaciju amplitude. Diskretizacija vremena se postiže uzorkovanjem, a amplitudna diskretizacija se postiže kvantizacijom. Ona također uključuje dodatni korak koji kodira gdje kvantizirane amplitude generiraju jednostavne pulsne obrasce.
PCM proces je podijeljen na tri dijela, prvi je prijenos na kraju izvora, zatim regeneracija na putu prijenosa i kraj primatelja.
Operacije koje se izvode na kraju prijenosa izvora -
- Uzorkovanje - uzorkovanje je proces mjerenja signala u jednakim intervalima u kojima se signal (osnovni pojas) uzorkuje s linijom pravokutnih impulsa. Ovi impulsi su ekstremno suženi kako bi se postupak trenutnog uzorkovanja izbacio iz blizine. Točna rekonstrukcija signala u osnovnom pojasu dobiva se kada bi brzina uzorkovanja trebala biti veća od dvostruke najviše frekvencijske komponente koja je poznata kao Nyquistova brzina .
- Kvantizacija - Nakon uzorkovanja, signal poruke prolazi kvantizaciju koja daje diskretnu reprezentaciju u vremenu i amplitudi. U procesu kvantizacije uzorkovane instance su označene integralne vrijednosti u određenom rasponu.
- Kodiranje - Signal koji se prenosi jači je od smetnji i buke kvantiziranog signala pretvarajući ga u prikladniji oblik signala i taj je prijevod poznat kao kodiranje.
Operacije koje se izvode u vrijeme regeneracije duž prijenosne staze -
Operacije izvedene na kraju prijema -
- Dekodiranje i širenje - Nakon regeneracije, čisti impulsi signala se zatim kombiniraju u kodnoj riječi. Tada se kodna riječ dekodira u kvantizirani PAM (Pulse Amplitude Modulation) signal. Ovi dekodirani signali predstavljaju projektiranu sekvencu komprimiranih uzoraka.
- Rekonstrukcija - U ovoj operaciji, izvorni signal se oporavlja na prijemnom kraju.
Definicija DPCM-a
DPCM (diferencijalna pulsno kodna modulacija) nije ništa drugo nego varijanta PCM-a. PCM nije učinkovit jer generira mnogo bitova i troši više širine pojasa. Dakle, da bi se riješio gore navedeni problem, izrađen je DPCM. Slično PCM-u, DPCM se sastoji od procesa uzorkovanja, kvantizacije i kodiranja. Ali DPCM se razlikuje od PCM-a jer kvantizira razliku stvarnog uzorka i predviđene vrijednosti. To je razlog zbog kojeg se naziva diferencijalni PCM.
DPCM koristi zajedničko svojstvo PCM u kojem se koristi visok stupanj korelacije između susjednih uzoraka. Ova se korelacija generira kada se signal uzorkuje brzinom koja je veća od brzine Nyquista. Korelacija znači da se signal ne može brzo prilagoditi iz jednog uzorka u drugi.
Kodiranje vrlo koreliranog signala u standardnom PCM sustavu proizvodi redundantne informacije. Kroz uklanjanje redundancije može se proizvesti učinkovitiji signal.
Ključne razlike između PCM i DPCM
- Broj bitova uključenih u PCM je 4, 8 ili 16 bita po uzorku. S druge strane, DPCM uključuje bitove više od jednog, ali manje od broja bitova koji se koriste u PCM
- I PCM i DPCM tehnike pate od kvantizacijske pogreške i izobličenja, ali u različitom opsegu.
- DPCM zahtijeva manje propusnosti dok PCM radi na većoj propusnosti.
- PCM ne daje povratne informacije. Suprotno tome, DPCM daje povratne informacije.
- PCM se sastoji od složenih notacija. Nasuprot tome, DPCM ima jednostavnu notaciju.
- DPCM ima prosječni omjer signala i šuma. Naprotiv, PCM ima bolji omjer signala i šuma.
- PCM se koristi u audio, video i telefonskim aplikacijama. Suprotno tome, DPCM se koristi u govornoj i video aplikaciji.
- Ako govorimo o učinkovitosti, DPCM je korak ispred PCM-a.
Zaključak
PCM postupak uzoraka i pretvoriti analogni valnog oblika u digitalni kod izravno uz pomoć analogno-digitalni pretvarač. S druge strane, DPCM radi sličan posao, ali koristi višestruku vrijednost razlike.
