ההבדל בין PCM ו- DPCM
תוֹכֶן
PCM ו- DPCM הם הנהלים המשמשים להפיכת אות אנלוגי לדיגיטלי. שיטות אלה שונות מכיוון ש- PCM מייצג ערך מדגם לפי מילות קוד ואילו ב- DPCM ערכי המקור והמדגם תלויים בדגימות קודמות.
המרת אות אנלוגי לדיגיטלי מועילה עבור יישומים רבים מכיוון שהאותות הדיגיטליים פחות רגישים לרעש. מערכת התקשורת הדיגיטלית מספקת ביצועים טובים יותר, אמינות, אבטחה, יעילות ושילוב מערכות. PCM ו- DPCM הם טכניקות קידוד המקור המובהקות, בואו נבין את ההבדל ביניהם בתרשים ההשוואה.
-
- טבלת השוואה
- הגדרה
- הבדלים עיקריים
- סיכום
טבלת השוואה
| בסיס להשוואה | PCM | DPCM |
|---|---|---|
| מספר הסיביות המעורבות | 4, 8 או 16 ביטים לדגימה. | יותר מאחד אך פחות מ- PCM. |
| שגיאת כימות ועיוות | תלוי במספר הרמות. | עומס יתר של שיפוע ורעש כימות יכולות להופיע. |
| רוחב הפס של ערוץ השידור | דרוש רוחב פס גבוה. | זקוק לרוחב פס פחות בהשוואה ל- PCM. |
| משוב | אינו מספק שום משוב. | משוב ניתן. |
| מורכבות של סימון | מורכב | פשוט |
| יחס אות לרעש | טוב | ממוצע |
| שטח היישום | אודיו, וידאו וטלפוניה. | דיבור ווידאו. |
| ביטים / מדגם | 7/8 | 4/6 |
| קצב סיביות | 56-64 | 32-48 |
הגדרת PCM
PCM (אפנון קוד דופק) היא אסטרטגיית קידוד מקור שבה נעשה שימוש ברצף הדופק המקודד לייצוג האות בעזרת תכנון של האות לזמן ומשרעת בצורה דיסקרטית. זה כרוך בשני פעולות בסיסיות - דיסקרטיזציה של זמן ודיסקרטיזציה משרעתית. ה שיקול זמן מושגת על ידי דגימה, ו שיקול משרעת מושגת כימות. זה כולל גם שלב נוסף המקודד בו המשרעות הכמותיות מייצרות דפוסי דופק פשוטים.
תהליך ה- PCM מחולק לשלושה חלקים, הראשון הוא השידור בקצה המקור, שנית התחדשות בנתיב ההולכה ובקצה המקבל.
הניתוחים שבוצעו בסוף המקור המשדר -
- דגימה - דגימה היא תהליך של מדידת האות במרווחים שווים שבהם נדגמת האות (מנקודת הבסיס) עם קו הפולסים המלבניים. פולסים אלו מצומצמים מאוד בכדי לחלץ מקרוב את תהליך הדגימה המיידית. השחזור המדויק של אות הרצועה מתקבל כאשר קצב הדגימה צריך להיות גדול מכפליים ממרכיב התדר הגבוה ביותר שנקרא שיעור Nyquist.
- כימות - לאחר הדגימה האות עובר כימות המספק ייצוג דיסקרטי הן בזמן והן במשרעת. בתהליך הכימות, המופעים שנדגמו הם ערכים אינטגרליים מוגדרים בטווח מסוים.
- קידוד - האות המשודר מתחזק יותר כנגד ההפרעות והרעש של האות הכמותי על ידי תרגומו לצורת אות מתאימה יותר ותרגום זה מכונה קידוד.
פעולות שבוצעו בעת ההתחדשות בנתיב ההולכה -
פעולות שבוצעו בסוף הקבלה -
- פענוח והרחבה - לאחר ההתחדשות משולבים לאחר מכן הפולסים הנקיים של האות במילת קוד. ואז מפענח את מילת הקוד לאות PAM (כמות מודולציה של דופק אמפליטות) כמותית. אותות מפוענחים אלה מייצגים את הרצף המוקרן של דגימות דחוסות.
- שחזור - בפעולה זו, האות המקורי מתאושש בסוף הקליטה.
הגדרת DPCM
DPCM (אפנון קוד דופק דיפרנציאלי) אינו אלא גרסה של PCM. PCM אינו יעיל מכיוון שהוא מייצר הרבה ביטים וצורך רוחב פס רב יותר. לכן, כדי להתגבר על הבעיה שצוינה לעיל, תוכנן DPCM. בדומה ל- PCM, DPCM מורכב מתהליכי דגימה, כימות וקידוד. אבל DPCM שונה מ- PCM מכיוון שהוא מכמת את ההבדל של המדגם והערך החזוי בפועל. זו הסיבה שזה נקרא PCM דיפרנציאלי.
ה- DPCM משתמש במאפיין המשותף של PCM בו הרמה הגבוהה של מתאם בין דגימות סמוכות משמש. מתאם זה נוצר כאשר נדגמים את האות בקצב הגבוה מקצב Nyquist. מתאם פירושו שהאות לא מסתגלת משתנה במהירות מדגימה לדוגמא.
קידוד האות המתואם ביותר במערכת PCM הסטנדרטית מייצר מידע מיותר. באמצעות ביטול יתירות ניתן להפיק אות יעיל יותר.
- מספר הסיביות הכלולות ב- PCM הוא 4, 8 או 16 ביט לכל מדגם. מצד שני, DPCM כולל ביטים ביותר מאחת, אך פחות ממספר הסיביות המשמשות ב- PCM
- גם טכניקות PCM וגם DPCM סובלות משגיאת כימות ועיוות אך במידה שונה.
- DPCM דורש פחות רוחב פס ואילו PCM עובד על רוחב פס גבוה יותר.
- PCM אינו מספק משוב. לעומת זאת, DPCM מספק משוב.
- PCM מורכב מסימון מורכב. לעומת זאת, ל- DPCM יש סימון פשוט.
- ל- DPCM יחס אות לרעש ממוצע. להיפך, ל- PCM יש יחס אות לרעש טוב יותר.
- PCM משמש ביישומי אודיו, וידאו וטלפוניה. לעומת זאת, DPCM משמש ביישום דיבור ווידאו.
- אם אנו מדברים על יעילות, DPCM הוא צעד לפני PCM.
סיכום
נוהל ה- PCM מדגם וממיר את צורת הגל האנלוגית לקוד דיגיטלי ישירות בעזרת ממיר אנלוגי לדיגיטלי. מצד שני, ה- DPCM עושה את העבודה הדומה אך משתמש בערך ההבדל הרב-ביטי.
