Modulazione del codice a impulsi (PCM): 7 fatti rapidi completi

Oggetto della discussione: Pulse Code Modulation (PCM)

• Cos'è la modulazione del codice a impulsi?
• Caratteristiche importanti di PCM
• Metodo di campionamento in Pulse Code Modulation (PCM)
• Codifica in Pulse Code Modulation (PCM)
• Cos'è la quantizzazione?
• Vantaggi del PCM
• Svantaggi del PCM
• Applicazioni importanti di Pulse Code Modulation (PCM)

Cos'è la modulazione del codice a impulsi?

Definizione di PCM:

"Modulazione del codice a impulsi o PCM è un tipo distinto di metodo di conversione da A a D in cui i dati o le informazioni racchiusi nei campioni di un segnale analogico sono ottenibili mediante procedure digitali. "

In questo metodo, ciascuno dei segnali digitali ha n numero di cifre binarie, ci sono M = 2ⁿ è possibile un numero univoco di codice e tutti questi codici hanno un livello di ampiezza specifico. Tuttavia, per ogni campione la significatività del segnale analogico potrebbe essere uno qualsiasi di un livello illimitato.

Viene utilizzata la parola crittografata digitalmente caratterizzata dall'ampiezza più vicina al valore reale campionato. Questo è chiamato quantizzazione e processo intitolato come quantizzazione. In alternativa all'utilizzo del valore campione simile della forma analogica w (kTs), il valore vicino consentito sostituisce il campione, dove sono presenti M valori consentiti, ciascuno corrispondente a una delle parole del codice. Altre categorie diffuse di conversioni da A a D, cioè, la modulazione delta (DM) e la modulazione del codice a impulsi differenziale (DPCM), verranno discusse più avanti.

Caratteristiche importanti della modulazione del codice a impulsi:

La modulazione codificata a impulsi ha varie caratteristiche. Alcune delle caratteristiche importanti della modulazione del codice a impulsi sono le seguenti:

• La tecnica PCM è un circuito digitale relativamente economico e avrebbe potuto essere ampiamente utilizzato per varie applicazioni.
• Il segnale di modulazione del codice a impulsi è il risultato di tutte le categorie di segnale analogico (vedio, audiovisivo, ecc.) In combinazione con il segnale dati (cioè, disponibile da computer digitali o laptop) e comunicato su uno schema di telecomunicazione digitale ad alta velocità standard. Questa tecnica di multiplexing è chiamata TDM ed è discussa in a sezione separata.
• In uno schema di telecomunicazione digitale a distanza che richiede un ripetitore, un segnale PCM pulito viene ripristinato all'o / p di ciascun ripetitore, dove l'i / p è costituito da impulsi PCM mescolati con rumore. Tuttavia, il rumore nel segnale i / p potrebbe creare errori di bit o / p nella tecnica PCM.
• Il rapporto segnale-rumore di un sistema digitale potrebbe essere migliorato rispetto al sistema analogico. La probabilità di errore nell'output del sistema potrebbe essere ulteriormente ridotta utilizzando una tecnica di crittografia basata sulla codifica appropriata. Ciò compensa il principale svantaggio del PCM; è necessaria una gamma di larghezza di banda molto più ampia rispetto alle analoghe tecniche analogiche.

Campionamento, quantizzazione e codifica in PCM:

Il segnale Pulse Code Modulation è generato dal segnale Pulse Amplitude Modulated quantizzato. I valori quantizzati sono codificati qui.

In genere, un progettista di sistema è designato per dichiarare la stessa parola in codice o crittografia rappresentata da un livello quantizzato specifico per un codice Gray. In questo segnale di modulazione del codice a impulsi risultante, questa parola o byte per ogni campione quantizzato viene escluso dall'encoder dall'impulso immediato successivo. Il codice Gray viene utilizzato perché, in questo, solo un bit cambierà per ogni fase della quantizzazione. In genere, gli "errori" nel segnale PCM ricevuto causeranno errori minimi nel segnale analogico ricevuto, a condizione che il bit di segno non sia in errore.

I metodi PCM esemplificano il valore del campione analogico quantizzato dai codici binari. Come regola generale, è probabile definire i campioni analogici quantizzati mediante parole digitali utilizzando una base diversa da "2" o, in modo uniforme, trasformare il binario in un altro segnale multi-livello.

Operazioni nel trasmettitore:

Campionamento

I segnali di messaggio passano sotto un processo di campionamento dove vengono campionati dai segnali a impulsi. Per riformare il segnale nella sua forma originale, esiste una condizione specifica per la frequenza di campionamento. La velocità deve essere il multiplo di 2 o più della massima componente di frequenza presente nel segnale.

Teorema di Nyquist è una delle regole importanti nel processo di campionamento. Si occupa della frequenza di campionamento e delle condizioni necessarie per la ricostruzione di un segnale dopo essere stato campionato. Il teorema è importante non solo per il Modulazione codificata a impulsi, ma anche per tutte le tecniche di modulazione e per tutti gli aspetti delle teorie e delle applicazioni dei segnali. Matematicamente dice:

F_s > = 2 * F_max

Qui, Fs è la frequenza di campionamento e F_max è il valore della massima componente di frequenza presente nel segnale.

I filtri antialiasing giocano un ruolo importante qui. Omettono bande di frequenza specifiche che sono generalmente superiori a W.

Codifica

La codifica si riferisce al processo di conversione mediante il quale i dati vengono simbolizzati attraverso alcuni simboli o caratteri specifici. Questo processo porta più sicurezza al sistema di comunicazione. Ecco perché il processo è importante. Per lunghe trasmissioni c'è sempre la possibilità di interferenze indesiderate. La codifica ci salva da quegli attacchi.

Con codifica a impulsi tecnica di modulazione di trasmissione, i dati analogici vengono convertiti nel segnale digitale. Questa parte dell'operazione è una delle fasi importanti. Può anche essere indicato come la "fase della digitalizzazione".

Il segnale di comunicazione costante viene convertito in valori distinti. Questa procedura distinta in un codice è chiamata elemento o simbolo del codice. Un elemento o simbolo di codice è dato dagli eventi discreti in un codice. Come sappiamo i codici binari sono dati da Zero e Uno.

Quantizzazione

 "La quantizzazione è una procedura per ridurre al minimo i bit extra non necessari e limitare i dati. "

Indicare i vantaggi e gli svantaggi del PCM:

Vantaggi del PCM

• Trasmette i segnali in modo uniforme.
• PCM ha un SNR efficiente.
• PCM offre sempre una rigenerazione efficiente.

Svantaggi del PCM

• L'attenuazione si verifica a causa del rumore e dei dialoghi incrociati.
• PCM necessita di una larghezza di banda maggiore per la trasmissione.
• Durante la trasmissione si osservano anche altri errori.

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Soumali Bhattacharya

Ciao, sono Soumali Bhattacharya. Ho fatto il Master in Elettronica.
Attualmente sono investito nel campo dell'elettronica e della comunicazione.
I miei articoli si concentrano sulle principali aree dell'elettronica di base in un approccio molto semplice ma informativo.
Sono uno studente brillante e cerco di mantenermi aggiornato con tutte le ultime tecnologie nel campo dei domini dell'elettronica.

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