Учебники

Импульсная кодовая модуляция

Модуляция – это процесс изменения одного или нескольких параметров сигнала несущей в соответствии с мгновенными значениями сигнала сообщения.

Сигнал сообщения – это сигнал, который передается для связи, а сигнал несущей – это высокочастотный сигнал, который не имеет данных, но используется для передачи на большие расстояния.

Существует много методов модуляции, которые классифицируются в зависимости от типа используемой модуляции. Из всех этих методов используется цифровая модуляция импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) .

Сигнал подвергается импульсной кодовой модуляции для преобразования его аналоговой информации в двоичную последовательность, т. Е. 1 и 0 . Выход PCM будет напоминать двоичную последовательность. На следующем рисунке показан пример вывода ИКМ по отношению к мгновенным значениям данной синусоидальной волны.

Импульсная кодовая модуляция

Вместо последовательности импульсов PCM производит серию цифр или цифр, и поэтому этот процесс называется цифровым . Каждая из этих цифр, хотя и в двоичном коде, представляет приблизительную амплитуду выборки сигнала в этот момент.

В импульсной кодовой модуляции сигнал сообщения представлен последовательностью кодированных импульсов. Этот сигнал сообщения достигается путем представления сигнала в дискретной форме как по времени, так и по амплитуде.

Основные элементы ПКМ

Секция передатчика схемы импульсного кода состоит из выборки, квантования и кодирования , которые выполняются в секции аналого-цифрового преобразователя. Фильтр нижних частот перед выборкой предотвращает наложение сигнала сообщения.

Основными операциями в секции приемника являются регенерация искаженных сигналов, декодирование и восстановление квантованной последовательности импульсов. Ниже приведена блок-схема PCM, которая представляет основные элементы секций передатчика и приемника.

Основные элементы ПКМ

Фильтр низких частот

Этот фильтр исключает высокочастотные составляющие, присутствующие во входном аналоговом сигнале, который превышает максимальную частоту сигнала сообщения, чтобы избежать наложения сигнала сообщения.

пробоотборник

Это метод, который помогает собирать данные выборки при мгновенных значениях сигнала сообщения, чтобы восстановить исходный сигнал. Частота дискретизации должна быть более чем в два раза больше, чем самая высокая частотная составляющая W сигнала сообщения, в соответствии с теоремой дискретизации.

квантователь

Квантование – это процесс уменьшения избыточных битов и ограничения данных. Выбранный выходной сигнал при передаче в Quantizer уменьшает избыточные биты и сжимает значение.

кодировщик

Оцифровка аналогового сигнала осуществляется кодером. Каждый квантованный уровень обозначается двоичным кодом. Выборка, сделанная здесь, является процессом выборки и удержания. Эти три секции (LPF, Sampler и Quantizer) будут действовать как аналого-цифровой преобразователь. Кодирование минимизирует используемую пропускную способность.

Регенеративный Повторитель

Этот раздел увеличивает уровень сигнала. Выход канала также имеет одну схему регенеративного повторителя, чтобы компенсировать потерю сигнала и реконструировать сигнал, а также увеличить его силу.

дешифратор

Схема декодера декодирует форму импульса с кодированием для воспроизведения исходного сигнала. Эта схема действует как демодулятор.

Фильтр реконструкции

После того, как цифроаналоговое преобразование выполнено регенеративной схемой и декодером, используется фильтр нижних частот, называемый фильтром восстановления, чтобы вернуть исходный сигнал.

Следовательно, схема модулятора импульсного кода оцифровывает данный аналоговый сигнал, кодирует его и дискретизирует, а затем передает его в аналоговой форме. Весь этот процесс повторяется в обратном порядке для получения исходного сигнала.