Darbe kodu modülasyon bir yöntemdir bir dönüştürmek için kullanılır dijital sinyale analog sinyal böylece değiştirilmiş bir analog sinyal dijital iletişim ağı üzerinden iletilebilir. PCM ikili formdadır, bu nedenle yalnızca iki olası yüksek ve düşük durum olacaktır (0 ve 1). Analog sinyalimizi demodülasyon ile de geri alabiliriz. Darbe Kod Modülasyonu işlemi, Örnekleme, Niceleme ve Kodlama olmak üzere üç adımda yapılır. Diferansiyel darbe kod modülasyonu (DPCM) ve uyarlanabilir diferansiyel darbe kod modülasyonu (ADPCM) gibi iki özel darbe kodu modülasyonu türü vardır.

“elektronikte mov nedir ”

PCM'nin blok diyagramı

İşte PCM'de bulunan adımların bir blok diyagramı.

Örneklemede, sürekli genlik sinyalini Kesikli-sürekli-sürekli sinyale (PAM darbeleri) dönüştüren Darbe Genlik Modülasyon Örnekleyicisi olan PAM örnekleyicisini kullanıyoruz. Daha iyi anlaşılması için PCM'nin temel blok diyagramı aşağıda verilmiştir.

Darbe Kodu Modülasyonu nedir?

Bir analog dalga formundan darbe kodu modülasyonlu bir dalga formu almak için verici bir iletişim devresinin sonu (kaynak), normal zaman aralıklarında analog sinyal örneklerinin genliği. Örnekleme hızı veya saniyedeki birkaç örnek maksimum frekansın birkaç katıdır. İkili forma dönüştürülen mesaj sinyali genellikle her zaman 2'nin üssü olan seviyelerin sayısı olacaktır. Bu işleme niceleme denir.

PCM Sisteminin Temel Öğeleri

Alıcı ucunda, bir darbe kodu demodülatörü, ikili sinyali, modülatördekilerle aynı kuantum seviyelerine sahip darbelere geri çözer. Daha fazla işlemle, orijinal analog dalga formunu geri yükleyebiliriz.

Darbe Kodu Modülasyon Teorisi

Yukarıdaki blok diyagram, tüm PCM sürecini açıklamaktadır. Sürekli zamanın kaynağı mesaj sinyali düşük geçişli bir filtreden geçirilir ve ardından örnekleme, Niceleme, Kodlama yapılacaktır. Adım adım detaylı göreceğiz.

Örnekleme

Örnekleme, kesikli anlarda sürekli zaman sinyalinin genliğini ölçme işlemidir, sürekli sinyali ayrı bir sinyale dönüştürür. Örneğin, bir ses dalgasının bir dizi örneğe dönüştürülmesi. Örnek, bir zamandaki bir değer veya değerler kümesidir veya aralıklı olabilir. Örnekleyici, sürekli bir sinyalin örneklerini çıkarır, bir alt sistemdir ideal örnekleyici, belirtilen çeşitli noktalarda sürekli sinyalin anlık değerine eşdeğer örnekler üretir. Örnekleme işlemi düz tepeli Darbe Genlik Modülasyonlu (PAM) sinyali üretir.

Analog ve Örneklenmiş Sinyal

Örnekleme frekansı, Fs, Örnekleme hızı olarak da bilinen saniyedeki ortalama örnek sayısıdır. Nyquist Teoremine göre örnekleme hızı, üst kesim frekansının en az 2 katı olmalıdır. Aliasing Etkisinden kaçınmak için örnekleme frekansı, Fs> = 2 * fmax. Örnekleme frekansı Nyquist oranından çok daha yüksekse Oversampling olur, teorik olarak Nyquist hızının üzerinde örneklenirse bant genişliği sınırlı bir sinyal yeniden oluşturulabilir. Örnekleme frekansı Nyquist oranından düşükse, Alt Örnekleme olacaktır.

Örnekleme işlemi için temel olarak iki tür teknik kullanılır. Bunlar 1. Doğal Örnekleme ve 2. Düz Üst Örneklemedir.

Niceleme

Nicemlemede, özel olarak tanımlanmış nicemleme değerlerinden birini alan bir genliğe sahip dijital bir örneğe dönüştürülen bir genliğe sahip bir analog örnek. Niceleme, analog numunelerin olası değerleri aralığını bazı farklı seviyelere bölerek ve her seviyenin merkez değerini niceleme aralığında herhangi bir numuneye atayarak yapılır. Niceleme, analog örnek değerlerine en yakın niceleme değerleriyle yaklaşır. Yani neredeyse tüm nicelleştirilmiş örnekler orijinal örneklerden küçük bir miktar farklı olacaktır. Bu miktara niceleme hatası denir. Bu niceleme hatasının sonucu, rastgele bir sinyal çalarken bir tıslama sesi duyacağız. Analog örnekleri 0 ve 1 olan ikili sayılara dönüştürme.

Çoğu durumda, tek tip niceleyiciler kullanacağız. Tek tip niceleme, numune değerleri sonlu bir aralıkta (Fmin, Fmax) olduğunda uygulanabilir. Toplam veri aralığı 2n seviyeye bölünmüştür, L aralıkları olsun. Eşit uzunlukta Q'ya sahip olacaklar. Q, Niceleme aralığı veya niceleme adım boyutu olarak bilinir. Düzgün nicemlemede, niceleme hatası olmayacaktır.

Düzgün Ölçülen Sinyal

Bildiğimiz gibi,
L = 2n, ardından Adım boyutu Q = (Fmax - Fmin) / L

“devrenin rezonans frekansı nedir? ”

Aralık i, orta değerle eşlenir. Yalnızca nicelenmiş değerin indeks değerini saklayacak veya göndereceğiz.

Qi (F) = [F - Fmin / Q] nicelleştirilmiş değerin bir İndeks değeri

Nicelenmiş değer Q (F) = Qi (F) Q + Q / 2 + Fmin

Ancak tek tip nicemlemede ortaya çıkan bazı problemler var

Yalnızca tekdüze dağıtılmış sinyal için ideal.
Gerçek ses sinyalleri sıfırların yakınında daha yoğunlaşır.
İnsan kulağı, küçük değerlerde niceleme hatalarına karşı daha hassastır.

Bu problemin çözümü düzgün olmayan nicemleme kullanmaktır. Bu süreçte, niceleme aralığı sıfıra yakın daha küçüktür.

Kodlama

Kodlayıcı, nicelleştirilmiş örnekleri kodlar. Her nicelleştirilmiş örnek, bir 8 bit kod sözcüğü kodlama işleminde A-yasasını kullanarak.

Bit 1 en önemli bittir (MSB), örneğin polaritesini temsil eder. '1' pozitif polariteyi ve '0' negatif polariteyi temsil eder.
Bit 2,3 ve 4, örnek değerin konumunu tanımlayacaktır. Bu üç bit birlikte, düşük seviyeli negatif veya pozitif numuneler için doğrusal bir eğri oluşturur.
Bit 5,6,7 ve 8, en az anlamlı bitlerdir (LSB), bu, nicelleştirilmiş değer segmentlerinden birini temsil eder. Her bölüm 16 kuantum seviyesine bölünmüştür.

PCM, iki tür Diferansiyel Darbe Kod Modülasyonu (DPCM) ve Uyarlanabilir Diferansiyel Darbe Kodu Modülasyonudur (ADPCM).

DPCM'de yalnızca bir örnek ile önceki değer arasındaki fark kodlanır. Fark, toplam örnek değerinden çok daha küçük olacaktır, bu nedenle sıradan PCM'deki ile aynı doğruluğu elde etmek için bazı bitlere ihtiyacımız var. Böylece gerekli bit hızı da azalacaktır. Örneğin, 5 bitlik kodda 1 bit polarite içindir ve kalan 4 bit 16 kuantum seviyesi içindir.

ADPCM, niceleme seviyelerinin analog sinyal özelliklerine uyarlanmasıyla elde edilir. Değerleri önceki örnek değerlerle tahmin edebiliriz. Hata tahmini, DPCM'de olduğu gibi yapılır. Tahmin edilen değer ile örnek arasındaki 32Kbps ADPCM yöntemi farkında, değer 4 bit ile kodlanır, böylece 15 kuantum seviyesi elde ederiz. Bu yöntemde veri hızı, geleneksel PCM'nin yarısıdır.

Darbe Kodu Demodülasyonu

Darbe Kod Demodülasyonu aynı şeyi yapacak modülasyon süreci geri viteste. Demodülasyon, kod çözme işlemi ile başlar, iletim sırasında PCM sinyali parazit girişiminden etkilenir. Dolayısıyla, PCM sinyali PCM demodülatörüne gönderilmeden önce, bir karşılaştırıcı kullandığımız için sinyali orijinal seviyeye geri getirmeliyiz. PCM sinyali seri bir darbe dalgası sinyalidir, ancak demodülasyon için paralel olması için bir dalgaya ihtiyacımız var.

Seriden paralele dönüştürücü kullanarak, seri darbe dalgası sinyali paralel bir dijital sinyale dönüştürülecektir. Bundan sonra sinyal n-bit kod çözücüsünden geçecek, Dijitalden Analog'a dönüştürücü olmalıdır. Kod çözücü, dijital sinyalin orijinal niceleme değerlerini kurtarır. Bu niceleme değeri aynı zamanda orijinal ses sinyalleri ile çok sayıda yüksek frekanslı harmoniği içerir. Gereksiz sinyallerden kaçınmak için son kısımda düşük geçişli bir filtre kullanıyoruz.

Darbe Kod Modülasyonunun Avantajları

Analog sinyaller, yüksek hızlı bir dijital üzerinden iletilebilir iletişim sistemi .
Hata oluşma olasılığı, uygun kodlama yöntemlerinin kullanılmasıyla azalacaktır.
PCM, Telkom sistemi, dijital ses kaydı, sayısallaştırılmış video özel efektleri, dijital video, sesli postada kullanılmaktadır.
PCM ayrıca Radyo kontrol ünitelerinde verici olarak ve ayrıca uzaktan kumandalı arabalar, tekneler, uçaklar için bir alıcı olarak kullanılır.
PCM sinyali, normal sinyallere göre girişime karşı daha dirençlidir.

Bu tamamen Darbe Kod Modülasyonu ve Demodülasyonu . Bu makalede verilen bilgilerin, bu kavramı daha iyi anlamanız için size yardımcı olduğuna inanıyoruz. Ayrıca, bu makaleyle ilgili herhangi bir sorgu veya uygulama konusunda herhangi bir yardım elektrik ve elektronik projeleri aşağıdaki yorum bölümünde yorum yaparak bize ulaşabilirsiniz. İşte size bir soru, Darbe Kod Modülasyonunun uygulamaları nelerdir?

Fotoğrafa katkı verenler: