Modulasyon ng Pulse Code At Demodulasyon

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Pulse code ang modulasyon ay isang pamamaraan ginagamit iyon upang i-convert ang isang analog signal sa isang digital signal upang ang isang binagong analog signal ay maaaring mailipat sa pamamagitan ng digital na network ng komunikasyon. Ang PCM ay nasa binary form, kaya magkakaroon lamang ng dalawang posibleng estado na mataas at mababa (0 at 1). Maaari rin naming ibalik ang aming analog signal sa pamamagitan ng demodulation. Ang proseso ng Pulse Code Modulation ay ginagawa sa tatlong mga hakbang sa Sampling, Quantization, at Coding. Mayroong dalawang tukoy na uri ng mga modulate ng pulse code tulad ng kaugalian sa modulate ng pulse code (DPCM) at adaptive differential pulse code modulation (ADPCM)

I-block ang diagram ng PCM

I-block ang diagram ng PCM



Narito ang isang bloke ng diagram ng mga hakbang na kasama sa PCM.


Sa pag-sample, gumagamit kami ng PAM sampler na Pulse Amplitude Modulation Sampler na nagko-convert ng tuluy-tuloy na signal ng amplitude sa Discrete-time-Continuous signal (PAM pulses). Ang pangunahing diagram ng block ng PCM ay ibinibigay sa ibaba para sa mas mahusay na pag-unawa.



Ano ang isang Module ng Pulse Code?

Upang makakuha ng isang pulse code na binago ang form ng alon mula sa isang analog na form ng alon sa ang transmiter pagtatapos (pinagmulan) ng isang circuit ng komunikasyon, ang amplitude ng mga sample ng signal ng analog sa regular na agwat ng oras. Ang rate ng sampling o isang bilang ng mga sample bawat segundo ay maraming beses sa maximum na dalas. Ang senyas ng mensahe na na-convert sa binary form ay karaniwang magiging sa bilang ng mga antas na palaging sa isang lakas na 2. Ang prosesong ito ay tinatawag na pagsukat.

Pangunahing Mga Sangkap ng PCM System

Pangunahing Mga Sangkap ng PCM System

Sa pagtatapos ng tatanggap, isang decode ng pulse code na decode ang binary signal pabalik sa mga pulso na may parehong mga antas ng kabuuan tulad ng mga nasa modulator. Sa pamamagitan ng karagdagang mga proseso, maaari naming ibalik ang orihinal na analog waveform.

Teoryang Pagbabago ng Pulse Code

Inilalarawan ng diagram ng block sa itaas na ito ang buong proseso ng PCM. Ang pinagmulan ng tuluy-tuloy na oras signal ng mensahe ay dumaan sa isang mababang pass filter at pagkatapos ay ang pag-sample, Quantization, Encoding ay tapos na. Makikita natin nang detalyado ang hakbang-hakbang.


Sampol

Ang sampling ay isang proseso ng pagsukat ng amplitude ng isang tuluy-tuloy na oras na signal sa mga discrete instant, binago ang tuluy-tuloy na signal sa isang discrete signal. Halimbawa, ang pag-convert ng isang alon ng tunog sa isang pagkakasunud-sunod ng mga sample. Ang Sampol ay isang halaga o hanay ng mga halaga sa isang punto sa oras o maaari itong spaced. Ang mga sampol na sampol na kuha ng isang tuloy-tuloy na signal, ito ay isang ideal na sampler ng subsystem na gumagawa ng mga sample na katumbas ng madalian na halaga ng patuloy na signal sa tinukoy na iba't ibang mga puntos. Ang proseso ng Sampling ay bumubuo ng flat-top Pulse Amplitude Modulated (PAM) signal.

Analog at Sampol na Signal

Analog at Sampol na Signal

Ang dalas ng sampling, ang Fs ay ang bilang ng average na mga sample bawat segundo na kilala rin bilang rate ng Sampling. Ayon sa Nyquist Theorem na sampling rate ay dapat na hindi bababa sa 2 beses sa itaas na dalas ng cutoff. Dalas ng sampling, Fs> = 2 * fmax upang maiwasan ang Aliasing Effect. Kung ang dalas ng sampling ay mas mataas kaysa sa rate ng Nyquist nagiging Oversampling ito, ayon sa teoretikal na ang isang limitadong signal ng bandwidth ay maaaring muling maitayo kung naka-sample sa itaas ng rate ng Nyquist. Kung ang dalas ng sampling ay mas mababa kaysa sa rate ng Nyquist ay magiging Undersampling ito.

Karaniwan dalawang uri ng mga diskarte ang ginagamit para sa proseso ng pag-sample. Iyon ang mga 1. Likas na Sampling at 2. Flat- top Sampling.

Quantization

Sa dami, isang sample ng analog na may isang amplitude na na-convert sa isang digital na sample na may isang amplitude na tumatagal ng isa sa isang partikular na tinukoy na hanay ng mga halaga ng dami ng dami. Ang Quantization ay ginagawa sa pamamagitan ng paghahati ng saklaw ng mga posibleng halaga ng mga analog na sample sa ilang iba't ibang mga antas at pagtatalaga ng gitnang halaga ng bawat antas sa anumang sample sa agwat ng pagsukat. Tinatantiya ng Quantization ang mga halimbawang halimbawang analog na may pinakamalapit na mga halaga sa dami ng dami. Kaya't halos lahat ng mga natukoy na sample ay magkakaiba mula sa orihinal na mga sample ng isang maliit na halaga. Ang halagang iyon ay tinatawag na error sa pagsukat. Ang resulta ng error sa pagsukat na ito ay maririnig namin ang isang sumisitsit na ingay kapag nagpe-play ng isang random na signal. Ang pag-convert ng mga sample ng analog sa mga binary na numero na 0 at 1.

Sa karamihan ng mga kaso, gagamit kami ng mga pare-parehong dami. Nalalapat ang unipormasyong pagsukat sa dami kung ang mga halimbawang halimbawang nasa isang may hangganan na saklaw (Fmin, Fmax). Ang kabuuang saklaw ng data ay nahahati sa mga antas ng 2n, hayaan itong maging agwat ng L. Magkakaroon sila ng pantay na haba Q. Ang Q ay kilala bilang agwat ng Quantization o laki ng hakbang sa pagsukat. Sa pare-parehong dami, hindi magkakaroon ng error sa pagsukat.

Parehong Quantized Signal

Parehong Quantized Signal

Tulad ng alam natin,
L = 2n, pagkatapos laki ng Hakbang Q = (Fmax - Fmin) / L

Ang agwat i ay nai-map sa gitnang halaga. Kami ay mag-iimbak o magpapadala lamang ng index halaga ng dami ng halaga.

Isang halaga ng index ng dami ng halaga na Qi (F) = [F - Fmin / Q]

Quantized na halaga Q (F) = Qi (F) Q + Q / 2 + Fmin

Ngunit may ilang mga problema na itinaas sa pare-parehong dami ng mga iyon

  • Ang pinakamainam lamang para sa pare-parehong ipinamigay na signal.
  • Ang mga tunay na signal ng audio ay mas puro malapit sa mga zero.
  • Ang tainga ng Tao ay mas sensitibo sa mga error sa pagsukat sa maliit na halaga.

Ang solusyon sa problemang ito ay ang paggamit ng Non-pare-parehong dami. Sa prosesong ito, ang agwat ng pagsukat ay mas maliit malapit sa zero.

Coding

Ang encoder ay nag-encode ng mga dami ng sample. Ang bawat dami na sample ay naka-encode sa isang 8-bit na codeword sa pamamagitan ng paggamit ng A-law sa proseso ng pag-encode.

  • Ang Bit 1 ay ang pinaka makabuluhang bit (MSB), kinakatawan nito ang polarity ng sample. Ang '1' ay kumakatawan sa positibong polarity at ang '0' ay kumakatawan sa negatibong polarity.
  • Tutukuyin ng Bit 2,3 at 4 ang lokasyon ng halimbawang halaga. Ang tatlong mga piraso na magkasama ay bumubuo ng isang linear curve para sa mababang antas ng negatibo o positibong mga sample.
  • Ang Bit 5,6,7 at 8 ay ang hindi gaanong makabuluhang mga bits (LSB) kumakatawan ito sa isa sa mga segment na nasukat ang halaga. Ang bawat segment ay nahahati sa 16 na antas ng kabuuan.

Ang PCM ay dalawang uri ng Pagkakaiba ng Pulse Code Modulation (DPCM) at Adaptive Differential Pulse Code Modulation (ADPCM).

Sa DPCM lamang ang pagkakaiba sa pagitan ng isang sample at ng dating halaga ay naka-encode. Ang pagkakaiba ay magiging mas maliit kaysa sa kabuuang halaga ng sample kaya kailangan namin ng ilang mga piraso para sa pagkuha ng parehong kawastuhan tulad ng sa ordinaryong PCM. Kaya't ang kinakailangang bit rate ay magbabawas din. Halimbawa, sa 5-bit code na 1 bit ay para sa polarity at ang natitirang 4 na bit para sa 16 na antas ng kabuuan.

Ang ADPCM ay nakamit sa pamamagitan ng pagbagay sa mga antas ng pagsukat sa mga katangian ng analog signal. Maaari naming tantyahin ang mga halaga sa naunang mga halimbawang halimbawang. Ang pagtantya ng error ay tapos na katulad ng sa DPCM. Sa pagkakaiba-iba ng pamamaraan ng 32Kbps ADPCM sa pagitan ng hinulaang halaga at sample, ang halaga ay naka-code na may 4 na piraso, upang makakakuha kami ng 15 mga antas ng kabuuan. Sa pamamaraang ito ang rate ng data ay kalahati ng maginoo PCM.

Pulso Code Demodulation

Ang paggawa ng Pulse Code Demodulation ay gagawin ang pareho proseso ng modulasyon sa kabaligtaran. Ang demodulasyon ay nagsisimula sa proseso ng pagde-decode, sa panahon ng paghahatid ang signal ng PCM ay maaapektuhan ng pagkagambala ng ingay. Kaya, bago magpadala ang signal ng PCM sa demodulator ng PCM, kailangan naming makuha ang signal sa orihinal na antas para sa gumagamit kami ng isang kumpara. Ang signal ng PCM ay isang serye ng signal ng pulse wave, ngunit para sa demodulasyon, kailangan namin ng isang alon upang maging parallel.

Sa pamamagitan ng paggamit ng isang serial to parallel converter ang serye ng signal ng pulse wave ay mai-convert sa isang parallel digital signal. Pagkatapos nito ang signal ay dumadaan sa decoder ng n-bits, dapat itong isang Digital to Analog converter. Narekober ng decoder ang orihinal na mga halaga ng pagsukat sa digital signal. Ang halaga ng dami ng mga ito ay nagsasama rin ng maraming mga high-frequency na harmonika na may orihinal na mga signal ng audio. Para sa pag-iwas sa hindi kinakailangang mga signal gumagamit kami ng isang low-pass filter sa huling bahagi.

Mga kalamangan sa Modulasyon ng Pulse Code

  • Ang mga signal ng analog ay maaaring mailipat sa isang high-speed digital sistema ng komunikasyon .
  • Ang posibilidad na maganap na error ay mabawasan sa pamamagitan ng paggamit ng mga naaangkop na pamamaraan ng pag-cod.
  • Ginagamit ang PCM sa Telkom system, digital audio recording, digitalized video special effects, digital video, voice mail.
  • Ginagamit din ang PCM sa mga yunit ng pagkontrol sa Radio bilang mga transmiter at isang tagatanggap din para sa mga kotseng remote control, bangka, eroplano.
  • Ang signal ng PCM ay mas lumalaban sa pagkagambala kaysa sa normal na signal.

Ito ay tungkol sa lahat Modulasyon ng Pulse Code at Demodulasyon . Naniniwala kami na ang impormasyong ibinigay sa artikulong ito ay kapaki-pakinabang para sa iyo para sa isang mas mahusay na pag-unawa sa konseptong ito. Bukod dito, ang anumang mga query tungkol sa artikulong ito o anumang tulong sa pagpapatupad mga proyektong elektrikal at electronics , maaari kang lumapit sa amin sa pamamagitan ng pagkomento sa seksyon ng komento sa ibaba. Narito ang isang katanungan para sa iyo, Ano ang mga aplikasyon ng Module ng Pulse Code?

Mga Kredito sa Larawan: