Kerja dan Aplikasi Modulasi Kod Nadi

Modulasi kod nadi pembezaan adalah teknik analog kepada penukaran isyarat digital . Teknik ini mengambil sampel isyarat analog dan kemudian mengukur perbezaan antara nilai sampel dan nilai ramalannya, kemudian mengekodkan isyarat untuk membentuk nilai digital. Sebelum membincangkan modulasi kod nadi pembezaan, kita harus mengetahui kekurangannya PCM (Modulasi Kod Nadi) . Sampel isyarat sangat berkorelasi antara satu sama lain. Nilai isyarat dari sampel sekarang ke sampel seterusnya tidak berbeza dengan jumlah yang besar. Sampel isyarat yang berdekatan membawa maklumat yang sama dengan perbezaan kecil. Apabila sampel ini dikodkan oleh sistem PCM standard, isyarat terkod yang dihasilkan mengandungi beberapa bit maklumat yang berlebihan. Gambar di bawah menggambarkan ini.

Bit Maklumat berlebihan dalam PCM

Rajah di atas menunjukkan isyarat masa berterusan x (t) dilambangkan oleh garis putus-putus. Isyarat ini diambil sampelnya dengan pensampelan rata atas pada selang Ts, 2Ts, 3Ts ... nTs. Kekerapan pensampelan dipilih lebih tinggi daripada kadar Nyquist. Sampel ini dikodkan dengan menggunakan PCM 3-bit (7 tahap). Sampel dikuantisasi ke tahap digital terdekat seperti yang ditunjukkan oleh bulatan kecil pada gambar di atas. Nilai binari yang dikodkan setiap sampel ditulis di bahagian atas sampel. Perhatikan gambar di atas pada sampel yang diambil pada 4Ts, 5Ts, dan 6Ts dikodkan dengan nilai yang sama dengan (110). Maklumat ini hanya boleh dibawa oleh satu nilai sampel. Tetapi tiga sampel membawa maklumat yang sama bermaksud berlebihan.

Sekarang mari kita perhatikan sampel pada 9T dan 10T, perbezaan antara sampel ini hanya kerana bit terakhir dan dua bit pertama berlebihan kerana tidak berubah. Oleh itu untuk menjadikan proses ini maklumat berlebihan dan mempunyai output yang lebih baik. Ini adalah keputusan yang bijak untuk mengambil nilai sampel yang diramalkan, yang diasumsikan dari output sebelumnya dan merangkumnya dengan nilai-nilai yang dikuantifikasi. Proses seperti itu disebut teknik Diferensial PCM (DPCM).

Prinsip Modulasi Kod Pulse Berbeza

Sekiranya redundansi dikurangkan, maka kadar bit keseluruhan akan berkurang dan bilangan bit yang diperlukan untuk menghantar satu sampel juga akan berkurang. Teknik modulasi nadi digital jenis ini disebut modulasi kod denyut pembezaan. DPCM berfungsi berdasarkan prinsip ramalan. Nilai sampel ini diramalkan dari sampel sebelumnya. Ramalan itu mungkin tidak tepat, tetapi sangat dekat dengan nilai sampel sebenar.

Modulasi Kod Pulse Berbeza Pemancar

Gambar di bawah menunjukkan pemancar DPCM. Pemancar terdiri daripada pembanding , quantizer, ramalan penapis, dan pengekod.

Modulator Kod Pulse Berbeza

Isyarat sampel dilambangkan dengan x (nTs) dan isyarat yang diramalkan ditunjukkan oleh x ^ (nTs). Pembanding mengetahui perbezaan antara nilai sampel sebenar x (nTs) dan nilai ramalan x ^ (nTs). Ini dipanggil ralat isyarat dan dilambangkan sebagai e (nTs)

e (nTs) = x (nTs) - x ^ (nTs) ……. (1)

Di sini nilai ramalan x ^ (nTs) dihasilkan dengan menggunakan penapis ramalan (penapis pemprosesan isyarat) . Isyarat output quantizer eq (nTs) dan ramalan sebelumnya ditambahkan dan diberikan sebagai input ke saringan ramalan, isyarat ini dilambangkan oleh xq (nTs). Ini menjadikan ramalan lebih dekat dengan isyarat yang sebenarnya diambil sampel. Eq isyarat ralat yang dikuantifikasi (nT) sangat kecil dan dapat dikodkan dengan menggunakan sebilangan kecil bit. Oleh itu, jumlah bit setiap sampel dikurangkan dalam DPCM.

Output quantizer akan ditulis sebagai,

eq (nTs) = e (nTs) + q (nTs) …… (2)

Di sini q (nTs) adalah kesalahan kuantisasi. Dari rajah blok di atas, input saringan ramalan xq (nTs) diperoleh dengan jumlah x ^ (nTs) dan pengukur keluaran eq (nTs).

iaitu, xq (nTs) = x ^ (nTs) + eq (nTs). ………. (3)

dengan menggantikan nilai eq (nT) dari persamaan (2) dalam persamaan (3) yang kita dapat,
xq (nTs) = x ^ (nTs) + e (nTs) + q (nTs) ……. (4)

Persamaan (1) boleh ditulis sebagai,

e (nTs) + x ^ (nTs) = x (nTs) ……. (5)

dari persamaan di atas 4 dan 5 yang kita dapat,

xq (nTs) = x (nTs) + x (nTs)

Oleh itu, versi kuantiti isyarat xq (nTs) adalah jumlah nilai sampel asal dan ralat kuantitatif q (nTs). Kesalahan yang dikuantifikasikan boleh positif atau negatif. Jadi output saringan ramalan tidak bergantung pada ciri-cirinya.

Modulasi Kod Pulse Berbeza Penerima

Untuk membina semula isyarat digital yang diterima, penerima DPCM (ditunjukkan dalam gambar di bawah) terdiri daripada penyahkod dan saringan ramalan. Sekiranya tidak ada kebisingan, input penerima yang dikodkan akan sama dengan output pemancar yang dikodkan.

Penerima Modulasi Kod Pulse Berbeza

Seperti yang telah kita bincangkan di atas, peramal mengambil nilai, berdasarkan output sebelumnya. Input yang diberikan kepada penyahkod diproses dan output itu dijumlahkan dengan output dari prediktor, untuk mendapatkan output yang lebih baik. Ini bermaksud di sini pertama sekali penyahkod akan membina semula bentuk kuantiti dari isyarat asal. Oleh itu, isyarat pada penerima berbeza dengan isyarat sebenar dengan ralat kuantisasi q (nTs), yang diperkenalkan secara kekal dalam isyarat yang dibina semula.

Aplikasi DPCM

Teknik DPCM terutamanya menggunakan pemampatan isyarat Ucapan, gambar dan audio. DPCM yang dilakukan pada isyarat dengan korelasi antara sampel berturut-turut membawa kepada nisbah mampatan yang baik. Dalam gambar, ada korelasi antara piksel tetangga, dalam isyarat video, korelasi adalah antara piksel yang sama dalam bingkai berturut-turut dan bingkai dalam (yang sama dengan korelasi di dalam gambar).

Kaedah ini sesuai untuk aplikasi Masa Nyata. Untuk memahami kecekapan kaedah pemampatan perubatan ini dan aplikasi pencitraan perubatan masa nyata seperti telemedicine dan diagnosis dalam talian. Oleh itu, pemampatan dan pelaksanaan yang tidak berkesan untuk pemampatan imej perubatan tanpa kerugian atau hampir tanpa kerugian boleh menjadi berkesan.

Ini semua mengenai Modulasi Kod Pulse Berbeza yang berfungsi. Kami berpendapat bahawa maklumat yang diberikan dalam artikel ini sangat membantu anda untuk memahami konsep ini dengan lebih baik. Selanjutnya, sebarang pertanyaan mengenai artikel ini atau bantuan dalam melaksanakannya projek elektrik dan elektronik , anda boleh menghampiri kami dengan memberi komen di bahagian komen di bawah. Berikut adalah soalan untuk anda, Apa peranan prediktor dalam teknik DPCM?