إن تحويل الإشارة التناظرية إلى الرقمية مفيد للعديد من التطبيقات لأن الإشارات الرقمية أقل عرضة للضوضاء. يوفر نظام الاتصال الرقمي أداء أفضل وموثوقية وأمان وكفاءة وتكامل للنظام. PCM و DPCM هي تقنيات التشفير المصدر المتميزة ، دعونا نفهم الفرق بينهما مع مخطط المقارنة.
رسم بياني للمقارنة
| أساس للمقارنة | PCM | DPCM |
|---|---|---|
| عدد البتات المعنية | 4 أو 8 أو 16 بت لكل عينة. | أكثر من واحد ولكن أقل من PCM. |
| خطأ التكمية والتشويه | يعتمد على عدد المستويات. | تشويه الزائد منحدر وضجيج quantization يمكن أن يقدم. |
| عرض نطاق قناة الإرسال | يتطلب عرض نطاق ترددي كبير. | تحتاج إلى أقل عرض النطاق الترددي بالمقارنة مع PCM. |
| ردود الفعل | لا تقدم أي ملاحظات. | ردود الفعل المقدمة. |
| تعقيد التدوين | مركب | بسيط |
| إشارة إلى نسبة الضوضاء | حسن | معدل |
| مجال التطبيق | الصوت والفيديو والاتصال الهاتفي. | الكلام والفيديو. |
| بت / عينة | 7/8 | 4/6 |
| معدل البت | 56-64 | 32-48 |
تعريف PCM
إن PCM (تعديل رمز النبض) هي إستراتيجية تشفير مصدر حيث يتم استخدام تسلسل النبضة المشفرة لتمثيل إشارة الرسالة مع المساعدة في رسم الإشارة في الوقت والسعة في الشكل المنفصل. وهو يشتمل على عمليتين أساسيتين - تقطيع الوقت وتقنين السعة. يتم تقديس الوقت عن طريق أخذ العينات ، ويتم تحقيق توزع السعة . كما يتضمن خطوة إضافية ترميز حيث تولد الاتساع الكمي أنماطًا بسيطة للنبضة.
تنقسم عملية PCM إلى ثلاثة أجزاء ، أولها الإرسال عند الطرف المصدر ، والتجديد الثاني عند مسار الإرسال ونهاية الاستقبال.
العمليات المنجزة عند نهاية الإرسال المصدر -
- أخذ العينات - أخذ العينات هو عملية لقياس الإشارة على مسافات متساوية يتم فيها أخذ عينات الرسالة (القاعدي) من الإشارة مع خط النبضات المستطيلة. هذه النبضات ضيقة للغاية لاستخراج عملية أخذ العينات الآنية عن كثب. يتم الحصول على إعادة البناء الدقيق لإشارة النطاق الأساسي عندما يكون معدل أخذ العينات أكبر من ضعف أعلى مكون للتردد المعروف باسم معدل Nyquist .
- التكمية - بعد أخذ العينات ، تخضع إشارة الرسالة إلى التكمية التي توفر تمثيلاً منفصلاً في كل من الوقت والسعة. في عملية التكمية ، تكون أمثلة العينة عبارة عن قيم متكاملة في نطاق معين.
- التشفير - تكون الإشارة المرسلة أكثر قوة ضد التداخل وضوضاء الإشارة الكمية من خلال ترجمتها إلى شكل أكثر ملاءمة للإشارة وتُعرف هذه الترجمة بالترميز.
العمليات التي أجريت في وقت التجديد على طول مسار الإرسال -
العمليات التي تتم في نهاية المتلقي -
- فك التشفير والتوسع - بعد التجديد ، يتم دمج النبضات النظيفة للإشارة في كلمة شفرة. بعد ذلك يتم فك شفرة الشفرة إلى إشارة PAM (تعديل سُمك نبض). تمثل هذه الإشارات المشفرة التسلسل المتوقع للعينات المضغوطة.
- إعادة البناء - في هذه العملية ، يتم استعادة الإشارة الأصلية في الطرف المستقبل.
تعريف DPCM
DPCM (تعديل رمز النبض التفاضلي) ليس سوى نسخة من PCM. PCM ليست فعالة لأنها تولد الكثير من البتات وتستهلك المزيد من عرض النطاق الترددي. لذلك ، للتغلب على المشكلة المذكورة أعلاه تم تصميم DPCM. وعلى غرار الـ PCM ، يتألف الـ DPCM من عمليات أخذ العينات والتكميم والتكويد. لكن يختلف DPCM عن PCM لأنه يقيس الفرق بين العينة الفعلية والقيمة المتوقعة. هذا هو السبب في أنه يسمى باسم PCM التفاضلي.
يستخدم DPCM الخاصية الشائعة لـ PCM التي تستخدم فيها درجة الارتباط العالية بين العينات المجاورة. يتم إنشاء هذه العلاقة عندما يتم أخذ عينات من الإشارة بمعدل أكبر من معدل Nyquist. الارتباط يعني أن الإشارة لا تتكيف مع التغيير بسرعة من عينة إلى أخرى.
ينتج عن تشفير الإشارة المترابطة للغاية في نظام PCM القياسي معلومات مكررة. من خلال القضاء على التكرار يمكن إنتاج إشارة أكثر كفاءة.
الاختلافات الرئيسية بين PCM و DPCM
- عدد البتات المتضمنة في PCM هو 4 أو 8 أو 16 بت لكل عينة. من ناحية أخرى ، يتضمن DPCM أكثر من بت ، ولكن أقل من عدد البتات المستخدمة في PCM
- تعاني كل من تقنيات PCM و DPCM من الخطأ في القياس والتشويه ولكن في نطاق مختلف.
- يتطلب DPCM نطاقًا تردديًا أقل بينما تعمل تقنية PCM على نطاق ترددي أعلى.
- لا تقدم PCM أي ملاحظات. في المقابل ، يوفر DPCM ملاحظات.
- يتكون PCM من تدوين معقدة. في مقابل ذلك ، يحتوي DPCM على تدوين بسيط.
- يحتوي DPCM على معدل إشارة إلى ضوضاء متوسط. على العكس ، فإن PCM لديها نسبة إشارة إلى ضوضاء أفضل.
- يستخدم PCM في تطبيقات الصوت والفيديو والاتصالات الهاتفية. على العكس ، يتم استخدام DPCM في تطبيق الكلام والفيديو.
- إذا كنا نتحدث عن الكفاءة DPCM هو خطوة متقدمة من PCM.
استنتاج
يقوم إجراء PCM بتجميع وتحويل الموجة التناظرية إلى شفرة رقمية مباشرة بمساعدة محول تماثلي إلى رقمي. من ناحية أخرى ، يقوم DPCM بعمل مماثل ولكنه يستخدم قيمة فرق متعدد.
