Импульсно-кодовая модуляция: различия между версиями
| [отпатрулированная версия] | [отпатрулированная версия] |
Содержимое удалено Содержимое добавлено
→Практическое применение: викификация |
Д.Ильин (обсуждение | вклад) иллюстрация, переработка |
||
Строка 2:
{{redirect|PCM|Память с изменением фазового состояния}}
{{Технологии модуляции}}
[[Файл:Pcm-ru.svg|thumb|400px|Пример 4-битовой (16-ти уровневой) ИКМ. Показано квантование аналогового сигнала и пачки импульсов, кодирующих отсчёты. Передача в канале производится старшими битами вперёд.]]
'''Импульсно-кодовая модуляция''' (''ИКМ'', {{lang-en|Pulse Code Modulation, PCM}}) используется для [[оцифровка|оцифровки]] [[аналоговый сигнал|аналоговых сигналов]]. Практически все виды аналоговых данных ([[видео]], [[голос]], [[музыка]], [[данные]] [[телеметрия|телеметрии]]) допускают применение ИКМ.
==
Чтобы получить на входе [[канал связи|канала связи]]
Мгновенное измеренное значение аналогового сигнала [[Квантование (обработка сигналов)|квантуется]] по уровню, число уровней квантования обычно равно или кратно целой степени числа 2, например, 2<sup>3</sup> = 8, 2<sup>4</sup> = 16, 2<sup>5</sup> = 32 и т. д. Номер уровня кодируется двоичными словами длиной 3, 4, 5 и т. д. [[бит]]. Выходные слова АЦП в параллельном коде передаются на [[Регистр сдвига|регистр сдвига]], тактируемый вспомогательным генератором сдвига. На выходе регистра сдвига формируются пачки кодированных импульсов в последовательном коде, передаваемых в канал связи.
Частота отсчётов сигнала (или скорость оцифровки, [[частота дискретизации]]) для исключения потерь информации в соответствие с [[теорема Котельникова|теоремой Котельникова]] должна быть не ниже 2-кратной максимальной [[частота|частоты]] в [[спектр]]е аналогового сигнала.
== [[Демодуляция]] ==▼
Существуют специализированные [[Интегральная схема|интегральные микросхемы]], совмещающие АЦП, регистр сдвига, тактовые генераторы и другие сервисные устройства.
== Разновидности ==▼
На приёмном конце канала связи в [[демодулятор]]е пачки импульсов подаются на сдвиговый вход регистра сдвига, после вдвигания всех битов пачки импульсов в регистр сдвига слово из регистра сдвига в параллельном коде записывается во входной регистр [[Цифроаналоговый преобразователь|цифроаналогового преобразователя]] (ЦАП), который преобразует кодированные отсчеты переданного аналогового сигнала снова в аналоговый вид. На выходе ЦАП образуется ступенчатый аналоговый сигнал. Сглаживание ступенек производится [[Фильтр нижних частот|фильтром нижних частот]] (ФНЧ), на выходе которого образуется переданный налоговый сигнал. Частота среза ФНЧ выбирается равной или ниже удвоенной частоты отсчётов.
== Цифровые коды в ИКМ ==
Для кодирования отсчетов в ИКМ применяются самые разнообразные двоичные коды, например:
* обычное представление чисел в [[Двоичная система счисления|двоичной системе счисления]], причем последовательная передача битов двоичного числа может осуществляться как младшими битами вперёд, так и старшими битами вперёд;
* разнообразные коды с [[Обнаружение и исправление ошибок|обнаружением и устранением ошибок]] в канале передачи, например, [[Код Хэмминга|код Хемминга]], [[Код Рида — Соломона|код Рида — Соломона]] и др. Простейший из них — избыточный код с передачей [[Бит чётности|бита чётности]].
* коды устраняющие постоянную составляющую в кодированном импульсном двухуровневом сигнале, например, самосинхроизирующийся [[Физическое кодирование#Манчестерское кодирование|манчестерский код]].
▲== Разновидности ИКМ ==
* '''Дифференциальная''' (или '''дельта''') '''импульсно-кодовая модуляция''' ('''ДИКМ''', '''DPCM''') — кодирует сигнал в виде разности между текущим и предыдущим значением. Для звуковых данных такой тип модуляции уменьшает требуемое количество бит на отсчёт примерно на 25 %.
* '''Адаптивная ДИКМ''' ('''АДИКМ''', '''ADPCM''') — разновидность ДИКМ, в которой изменяется величина шага квантования, что позволяет ещё больше уменьшить требования к полосе пропускания при заданном [[Отношение сигнал/шум|соотношении сигнала и шума]].
== Практическое применение ==
* [[Основной цифровой канал]] — цифровой поток со скоростью 64 Кбит/с, полученный путем применения ИКМ к
* [[Цифровая звукозапись]] — метод сохранения
== См. также ==
| |||