Методы модуляции
Существует несколько методов модуляции, которые используются для построения сигнала ИКМ. Такие техники, какsampling, quantization, и companding помогают создать эффективный сигнал PCM, который может точно воспроизводить исходный сигнал.
Квантование
Оцифровка аналоговых сигналов включает округление значений, которые приблизительно равны аналоговым значениям. Метод выборки выбирает несколько точек аналогового сигнала, а затем эти точки объединяются для округления значения до почти стабилизированного значения. Такой процесс называетсяQuantization.
Квантование аналогового сигнала выполняется путем дискретизации сигнала с помощью ряда уровней квантования. Квантование представляет собой выборочные значения амплитуды конечным набором уровней, что означает преобразованиеcontinuous-amplitude sample в discrete-time signal.
На следующем рисунке показано квантование аналогового сигнала. Синяя линия представляет аналоговый сигнал, а красная - квантованный сигнал.
Как дискретизация, так и квантование приводят к потере информации. Качество выхода квантователя зависит от количества используемых уровней квантования. Дискретные амплитуды квантованного выхода называютсяrepresentation levels или же reconstruction levels. Расстояние между двумя соседними уровнями представления называетсяquantum или же step-size.
Компандирование в PCM
Слово Companding это комбинация Comнажатие и Expanding, что означает, что он делает и то, и другое. Это нелинейный метод, используемый в ИКМ, который сжимает данные в передатчике и расширяет те же данные в приемнике. Эффект шума и перекрестных помех уменьшается с помощью этой техники.
Есть два типа техники компандирования.
Техника компандирования по закону А
Равномерное квантование достигается при A = 1, где характеристическая кривая линейная и сжатие отсутствует.
А-закон имеет среднюю высоту в начале. Следовательно, он содержит ненулевое значение.
Компандирование по закону А используется для телефонных систем PCM.
А-закон используется во многих частях мира.
Техника компандирования по закону µ
Равномерное квантование достигается при µ = 0, где характеристическая кривая линейная и сжатие отсутствует.
µ-закон имеет середину истока. Следовательно, он содержит нулевое значение.
Компандирование по закону µ используется для речевых и музыкальных сигналов.
µ-закон используется в Северной Америке и Японии.
Дифференциальный PCM
Образцы с высокой степенью корреляции при кодировании методом PCM оставляют избыточную информацию. Чтобы обработать эту избыточную информацию и получить лучший результат, будет разумным решением взять прогнозируемые выборочные значения, полученные из предыдущих выходных данных, и суммировать их с квантованными значениями.
Такой процесс называется Differential PCM техника.