Techniki modulacji
Istnieje kilka technik modulacji, które są wykorzystywane do konstruowania sygnału PCM. Takie techniki jaksampling, quantization, i companding pomagają stworzyć skuteczny sygnał PCM, który może dokładnie odtworzyć oryginalny sygnał.
Kwantyzacja
Digitalizacja sygnałów analogowych polega na zaokrąglaniu wartości, które są w przybliżeniu równe wartościom analogowym. Metoda próbkowania wybiera kilka punktów na sygnale analogowym, a następnie punkty te są łączone, aby zaokrąglić wartość do prawie ustabilizowanej wartości. Taki proces nazywa sięQuantization.
Kwantyzacja sygnału analogowego odbywa się poprzez dyskretyzację sygnału z wieloma poziomami kwantyzacji. Kwantyzacja reprezentuje próbkowane wartości amplitudy za pomocą skończonego zestawu poziomów, co oznacza konwersję acontinuous-amplitude sample do discrete-time signal.
Poniższy rysunek przedstawia sposób kwantowania sygnału analogowego. Niebieska linia przedstawia sygnał analogowy, a czerwona oznacza skwantowany sygnał.
Zarówno próbkowanie, jak i kwantyzacja powodują utratę informacji. Jakość wyjścia kwantyzatora zależy od liczby zastosowanych poziomów kwantyzacji. Dyskretne amplitudy skwantyzowanego wyjścia nazywane są jakorepresentation levels lub reconstruction levels. Odstęp między dwoma sąsiednimi poziomami reprezentacji nazywany jest aquantum lub step-size.
Komponowanie w PCM
Słowo Companding jest połączeniem Comnaciśnięcie i Expanding, co oznacza, że robi jedno i drugie. Jest to nieliniowa technika stosowana w PCM, która kompresuje dane w nadajniku i rozszerza te same dane w odbiorniku. Dzięki tej technice redukowane są efekty hałasu i przesłuchów.
Istnieją dwa rodzaje technik Companding.
A-law Companding Technique
Jednolitą kwantyzację osiąga się przy A = 1, gdzie charakterystyka jest liniowa i nie ma kompresji.
A-law ma średni wzrost na początku. W związku z tym zawiera wartość niezerową.
Kompresja A-law jest stosowana w systemach telefonicznych PCM.
A-law jest używane w wielu częściach świata.
Technika Komponentu µ-law
Jednolitą kwantyzację osiąga się przy µ = 0, gdzie charakterystyka jest liniowa i nie ma kompresji.
µ-law ma na początku środkowy bieżnik. W związku z tym zawiera wartość zerową.
Kompresja µ-law jest używana do sygnałów mowy i muzyki.
µ-law jest używane w Ameryce Północnej i Japonii.
Różnicowy PCM
Próbki, które są silnie skorelowane, gdy są kodowane techniką PCM, pozostawiają nadmiarowe informacje. Aby przetworzyć te nadmiarowe informacje i uzyskać lepszy wynik, mądrą decyzją jest przyjęcie przewidywanych próbkowanych wartości, przyjętych z poprzednich wyników, i podsumowanie ich z wartościami skwantowanymi.
Taki proces nosi nazwę Differential PCM technika.