Empfohlen, 2021

Tipp Der Redaktion

Unterschied zwischen PCM und DPCM

PCM und DPCM sind Verfahren zur Umwandlung von analogen Signalen in digitale Signale. Diese Methoden unterscheiden sich, da das PCM den Abtastwert durch Codewörter repräsentiert, während bei DPCM der Originalwert und der Abtastwert von vorherigen Abtastwerten abhängen.

Die Umwandlung von Analog-Digital-Signalen ist für viele Anwendungen vorteilhaft, da die digitalen Signale weniger störanfällig sind. Das digitale Kommunikationssystem bietet bessere Leistung, Zuverlässigkeit, Sicherheit, Effizienz und Systemintegration. PCM und DPCM sind die unterschiedlichen Quellcodierungsverfahren. Lassen Sie uns den Unterschied zwischen ihnen mit der Vergleichstabelle verstehen.

Vergleichstabelle

Basis zum VergleichPCMDPCM
Anzahl der beteiligten Bits4, 8 oder 16 Bits pro Sample.Mehr als eins aber weniger als PCM.
Quantisierungsfehler und VerzerrungAbhängig von der Anzahl der Ebenen.Verzerrungen der Flankenüberlastung und Quantisierungsrauschen können auftreten.
Bandbreite des ÜbertragungskanalsBenötigen Sie eine hohe Bandbreite.Benötigen Sie weniger Bandbreite als PCM.
FeedbackBietet keine Rückmeldung.Feedback wird bereitgestellt.
Komplexität der NotationKomplexEinfach
Signal-Rausch-VerhältnisGutDurchschnittlich
EinsatzgebietAudio, Video und Telefonie.Sprache und Video.
Bits / Probe7/84/6
Bitrate56-6432-48

Definition von PCM

PCM (Pulse Code Modulation) ist eine Quellcodierungsstrategie, bei der die Sequenz des codierten Impulses verwendet wird, um das Nachrichtensignal darzustellen, wobei die Hilfe das Signal in Zeit und Amplitude in diskreter Form darstellt. Es umfasst zwei grundlegende Operationen - Zeitdiskretisierung und Amplitudendiskretisierung. Die Zeitdiskretisierung wird durch Abtasten erreicht, und die Amplitudendiskretisierung wird durch Quantisierung erreicht. Es enthält auch einen zusätzlichen Schritt, der das Codieren beinhaltet, bei dem die quantisierten Amplituden einfache Pulsmuster erzeugen.

Der PCM-Prozess ist in drei Teile unterteilt, erstens die Übertragung am Quellende, zweitens die Regeneration am Übertragungsweg und das Empfangsende.

Die Operationen, die am Quellende durchgeführt werden -

  • Sampling - Sampling ist ein Verfahren zum Messen des Signals in gleichen Intervallen, in denen das Nachrichtensignal (Basisband) mit der Zeile der Rechteckimpulse abgetastet wird. Diese Impulse werden extrem eingegrenzt, um den momentanen Abtastvorgang genau zu extrahieren. Die genaue Rekonstruktion des Basisbandsignals wird erhalten, wenn die Abtastrate größer als das Doppelte der höchsten Frequenzkomponente sein sollte, die als Nyquist-Rate bekannt ist .
  • Quantisierung - Nach dem Abtasten wird das Nachrichtensignal einer Quantisierung unterzogen, die eine diskrete Darstellung in Zeit und Amplitude liefert. In dem Quantisierungsprozess werden die abgetasteten Instanzen in bestimmten Bereichen ganzzahlige Werte genannt.
  • Kodierung - Das übertragene Signal wird gegen Interferenz gestärkt und das quantisierte Signal wird durch Übertragung in eine geeignetere Signalform verrauscht. Diese Übersetzung wird als Kodierung bezeichnet.

Operationen, die zum Zeitpunkt der Regeneration entlang des Übertragungspfads ausgeführt werden -

Die Signale werden regeneriert, indem die regenerativen Repeater an der Übertragungsstrecke platziert werden. Es führt Operationen wie Entzerrung, Entscheidungsfindung und Timing aus.

Operationen, die am Empfangsende ausgeführt werden -

  • Dekodieren und expandieren - Nach der Regeneration werden die sauberen Impulse des Signals in einem Codewort zusammengefasst. Dann wird das Codewort in ein quantisiertes PAM-Signal (Pulse Amplitude Modulation) decodiert. Diese decodierten Signale repräsentieren die projizierte Sequenz komprimierter Samples.
  • Rekonstruktion - Bei dieser Operation wird das Originalsignal auf der Empfangsseite wiederhergestellt.

Definition von DPCM

DPCM (Differential Pulse Code Modulation) ist nichts anderes als eine Variante von PCM. PCM ist nicht effizient, da es viele Bits generiert und mehr Bandbreite verbraucht. Um das oben genannte Problem zu überwinden, wurde die DPCM entwickelt. Ähnlich wie PCM umfasst DPCM Abtast-, Quantisierungs- und Codierungsprozesse. DPCM unterscheidet sich jedoch von PCM, weil es die Differenz zwischen der tatsächlichen Probe und dem vorhergesagten Wert quantifiziert. Aus diesem Grund wird es als differentielles PCM bezeichnet.

Das DPCM verwendet die gemeinsame Eigenschaft von PCM, bei der der hohe Korrelationsgrad zwischen benachbarten Abtastwerten verwendet wird. Diese Korrelation wird erzeugt, wenn das Signal mit einer Rate abgetastet wird, die größer als die Nyquist-Rate ist. Korrelation bedeutet, dass sich das Signal nicht schnell von einem Sample zum anderen ändert.

Als Ergebnis besteht die Differenz zwischen benachbarten Abtastwerten aus einer Durchschnittsleistung, die geringer ist als die Durchschnittsleistung des Originalsignals.

Die Kodierung extrem korrelierter Signale im Standard-PCM-System erzeugt redundante Informationen. Durch die Beseitigung der Redundanz kann ein effizienteres Signal erzeugt werden.

Der redundante Signalzukunftswert wird durch Analyse des vergangenen Verhaltens des Signals abgeleitet. Diese Vorhersage des zukünftigen Wertes führt zu einer differenziellen Quantisierungstechnik. Wenn der Quantisiererausgang codiert ist, wird die Differenzialimpulscodemodulation erhalten.

Hauptunterschiede zwischen PCM und DPCM

  1. Die Anzahl der in PCM enthaltenen Bits beträgt 4, 8 oder 16 Bits pro Sample. Andererseits umfasst DPCM mehr als eins Bits, jedoch weniger als die Anzahl der in PCM verwendeten Bits
  2. Sowohl PCM- als auch DPCM-Techniken leiden an Quantisierungsfehlern und -verzerrungen, jedoch in unterschiedlichem Ausmaß.
  3. DPCM erfordert weniger Bandbreite, während PCM mit höherer Bandbreite arbeitet.
  4. PCM gibt keine Rückmeldung. Im Gegensatz dazu liefert DPCM eine Rückmeldung.
  5. PCM besteht aus komplexer Notation. Im Gegensatz dazu hat DPCM eine einfache Notation.
  6. DPCM hat einen durchschnittlichen Signal-Rausch-Abstand. Im Gegensatz dazu weist PCM einen besseren Signal-Rausch-Abstand auf.
  7. PCM wird in Audio-, Video- und Telefonanwendungen verwendet. Umgekehrt wird DPCM in Sprach- und Videoanwendungen verwendet.
  8. Wenn wir über Effizienz sprechen, ist DPCM dem PCM einen Schritt voraus.

Fazit

Das PCM-Verfahren tastet das analoge Signal mit Hilfe eines Analog-Digital-Wandlers ab und konvertiert es direkt in digitalen Code. Auf der anderen Seite führt das DPCM die gleiche Arbeit aus, verwendet jedoch einen Multibit-Differenzwert.

Top