Điều chế xung mã

Modulation là quá trình thay đổi một hoặc nhiều tham số của tín hiệu sóng mang theo các giá trị tức thời của tín hiệu bản tin.

Tín hiệu tin nhắn là tín hiệu được truyền để liên lạc và tín hiệu sóng mang là tín hiệu tần số cao không có dữ liệu, nhưng được sử dụng để truyền đường dài.

Có nhiều kỹ thuật điều chế, được phân loại theo loại điều chế được sử dụng. Trong số đó, kỹ thuật điều chế kỹ thuật số được sử dụng làPulse Code Modulation (PCM).

Một tín hiệu được điều chế mã xung để chuyển đổi thông tin tương tự của nó thành một chuỗi nhị phân, tức là 1s và 0s. Đầu ra của PCM sẽ giống như một chuỗi nhị phân. Hình dưới đây cho thấy một ví dụ về đầu ra PCM liên quan đến các giá trị tức thời của một sóng sin nhất định.

Thay vì một chuỗi xung, PCM tạo ra một chuỗi các số hoặc chữ số và do đó quá trình này được gọi là digital. Mỗi một trong các chữ số này, mặc dù ở dạng mã nhị phân, đại diện cho biên độ gần đúng của mẫu tín hiệu tại thời điểm đó.

Trong Điều chế mã xung, tín hiệu bản tin được biểu diễn bằng một chuỗi các xung được mã hóa. Tín hiệu bản tin này đạt được bằng cách biểu diễn tín hiệu ở dạng rời rạc cả về thời gian và biên độ.

Các yếu tố cơ bản của PCM

Phần phát của mạch điều chế mã xung bao gồm Sampling, Quantizing và Encoding, được thực hiện trong phần chuyển đổi tương tự-kỹ thuật số. Bộ lọc thông thấp trước khi lấy mẫu ngăn chặn hiện tượng răng cưa của tín hiệu bản tin.

Các thao tác cơ bản trong phần thu là regeneration of impaired signals, decoding, và reconstructioncủa tàu xung lượng tử hóa. Sau đây là sơ đồ khối của PCM đại diện cho các phần tử cơ bản của cả phần phát và phần thu.

Bộ lọc thông thấp

Bộ lọc này loại bỏ các thành phần tần số cao có trong tín hiệu tương tự đầu vào lớn hơn tần số cao nhất của tín hiệu bản tin, để tránh hiện tượng răng cưa của tín hiệu bản tin.

Người lấy mẫu

Đây là kỹ thuật giúp thu thập dữ liệu mẫu ở các giá trị tức thời của tín hiệu tin nhắn, để tái tạo lại tín hiệu ban đầu. Tốc độ lấy mẫu phải lớn hơn hai lần thành phần tần số cao nhấtW của tín hiệu bản tin, phù hợp với định lý lấy mẫu.

Bộ định lượng

Lượng tử hóa là một quá trình giảm các bit thừa và giới hạn dữ liệu. Đầu ra được lấy mẫu khi được cung cấp cho Quantizer, giảm các bit dư thừa và nén giá trị.

Mã hoá

Việc số hóa tín hiệu tương tự được thực hiện bởi bộ mã hóa. Nó chỉ định mỗi mức lượng tử hóa bằng một mã nhị phân. Việc lấy mẫu được thực hiện ở đây là quá trình lấy mẫu và giữ mẫu. Ba phần này (LPF, Sampler và Quantizer) sẽ hoạt động như một bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số. Mã hóa giảm thiểu băng thông được sử dụng.

Bộ lặp tái tạo

Phần này làm tăng cường độ tín hiệu. Đầu ra của kênh cũng có một mạch lặp lại tái tạo, để bù lại sự mất mát tín hiệu và tái tạo lại tín hiệu, đồng thời cũng để tăng cường độ của nó.

Người giải mã

Mạch giải mã giải mã dạng sóng được mã hóa xung để tái tạo tín hiệu gốc. Mạch này hoạt động như bộ giải điều chế.

Bộ lọc tái tạo

Sau khi quá trình chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự được thực hiện bởi mạch tái tạo và bộ giải mã, một bộ lọc thông thấp được sử dụng, được gọi là bộ lọc tái tạo để lấy lại tín hiệu ban đầu.

Do đó, mạch Điều chế mã xung số hóa tín hiệu tương tự đã cho, mã hóa nó và lấy mẫu tín hiệu đó, sau đó truyền tín hiệu đó ở dạng tương tự. Toàn bộ quá trình này được lặp lại theo mô hình ngược lại để thu được tín hiệu ban đầu.