La conversione del segnale analogico-digitale è vantaggiosa per molte applicazioni poiché i segnali digitali sono meno suscettibili al rumore. Il sistema di comunicazione digitale offre migliori prestazioni, affidabilità, sicurezza, efficienza e integrazione del sistema. PCM e DPCM sono le tecniche di codifica sorgente distinte, capiamo la differenza tra loro con la tabella di confronto.
Grafico comparativo
| Base per il confronto | PCM | DPCM |
|---|---|---|
| Numero di bit coinvolti | 4, 8 o 16 bit per campione. | Più di uno ma meno di PCM. |
| Errore di quantizzazione e distorsione | Dipende dal numero di livelli. | Potrebbero presentarsi distorsione da sovraccarico del pendio e rumore di quantizzazione. |
| Larghezza di banda del canale di trasmissione | Richiede una larghezza di banda elevata. | Hai bisogno di meno larghezza di banda rispetto al PCM. |
| Risposta | Non fornisce alcun feedback. | Il feedback è fornito. |
| Complessità della notazione | Complesso | Semplice |
| Rapporto segnale-rumore | Buono | Media |
| Area di applicazione | Audio, video e telefonia. | Discorso e video. |
| Bits / campione | 7/8 | 4/6 |
| Tasso di bit | 56-64 | 32-48 |
Definizione di PCM
PCM (Pulse Code Modulation) è una strategia di codifica della sorgente in cui la sequenza dell'impulso codificato viene utilizzata per rappresentare il segnale del messaggio con l'aiuto che traccia il segnale nel tempo e nell'ampiezza nella forma discreta. Coinvolge due operazioni di base: discretizzazione del tempo e discretizzazione dell'ampiezza. La discretizzazione del tempo viene eseguita mediante campionamento e la discretizzazione dell'ampiezza viene ottenuta con la quantizzazione. Include anche un ulteriore passaggio che codifica dove le ampiezze quantizzate generano semplici schemi di impulso.
Il processo PCM è diviso in tre parti, la prima è la trasmissione alla fine della sorgente, la seconda rigenerazione sul percorso di trasmissione e la parte ricevente.
Le operazioni eseguite alla fine di trasmissione di origine -
- Campionamento - Il campionamento è un processo di misurazione del segnale a intervalli uguali in cui il segnale del messaggio (banda base) viene campionato con la linea di impulsi rettangolari. Questi impulsi sono estremamente ridotti per estrarre il processo di campionamento istantaneo da vicino. La ricostruzione accurata del segnale in banda base si ottiene quando la frequenza di campionamento deve essere maggiore del doppio della componente a frequenza più alta, nota come velocità di Nyquist .
- Quantizzazione - Dopo il campionamento, il segnale del messaggio subisce una quantizzazione che fornisce una rappresentazione discreta in tempo e ampiezza. Nel processo di quantizzazione, le istanze campionate sono valori integrati in un intervallo particolare.
- Codifica - Il segnale trasmesso è reso più forte contro l'interferenza e il rumore del segnale quantizzato traducendolo in una forma più appropriata di segnale e questa traduzione è nota come codifica.
Operazioni eseguite al momento della rigenerazione lungo il percorso di trasmissione -
Operazioni eseguite a fine ricezione
- Decodifica ed espansione - Dopo la rigenerazione, gli impulsi puliti del segnale vengono quindi combinati in una parola in codice. Quindi la parola codice viene decodificata in un segnale PAM (Pulse Amplitude Modulation) quantizzato. Questi segnali decodificati rappresentano la sequenza proiettata di campioni compressi.
- Ricostruzione - In questa operazione, il segnale originale viene ripristinato alla fine ricevente.
Definizione di DPCM
DPCM (Differential Pulse Code Modulation) non è altro che una variante di PCM. PCM non è efficiente in quanto genera un sacco di bit e consuma più larghezza di banda. Quindi, per superare il problema sopra descritto, è stato ideato il DPCM. Simile a PCM, DPCM comprende processi di campionamento, quantizzazione e codifica. Ma DPCM differisce da PCM perché quantizza la differenza tra il campione effettivo e il valore previsto. Questo è il motivo per cui è chiamato PCM differenziale.
Il DPCM utilizza la proprietà comune di PCM in cui viene utilizzato l'alto grado di correlazione tra campioni adiacenti. Questa correlazione viene generata quando il segnale viene campionato alla velocità maggiore della frequenza di Nyquist. Correlazione significa che il segnale non si adatta rapidamente al cambiamento da un campione all'altro.
La codifica di un segnale estremamente correlato nel sistema PCM standard produce informazioni ridondanti. Eliminando la ridondanza si può produrre un segnale più efficiente.
Differenze chiave tra PCM e DPCM
- Il numero di bit inclusi nel PCM è di 4, 8 o 16 bit per campione. D'altra parte, DPCM coinvolge bit più di uno, ma inferiore al numero di bit utilizzati in PCM
- Entrambe le tecniche PCM e DPCM soffrono di errore e distorsione di quantizzazione, ma in misura diversa.
- DPCM richiede meno larghezza di banda mentre PCM lavora su una maggiore larghezza di banda.
- PCM non fornisce alcun feedback. Al contrario, DPCM fornisce feedback.
- PCM è composto da notazione complessa. Come contro, DPCM ha una notazione semplice.
- DPCM ha un rapporto segnale-rumore medio. Al contrario, PCM ha un rapporto segnale-rumore migliore.
- PCM è utilizzato in applicazioni audio, video e telefonia. Al contrario, DPCM viene utilizzato in applicazioni vocali e video.
- Se parliamo di efficienza, DPCM è un passo avanti rispetto al PCM.
Conclusione
La procedura PCM campiona e converte la forma d'onda analogica in codice digitale direttamente con l'aiuto di un convertitore analogico-digitale. D'altra parte, il DPCM fa il lavoro simile ma usa il valore di differenza multibit.
