קוד דופק אפנון הוא שיטה המשמש להמרת אות אנלוגי לאות דיגיטלי כך שניתן להעביר אות אנלוגי שונה דרך רשת התקשורת הדיגיטלית. PCM הוא בצורה בינארית, כך שיהיו רק שני מצבים אפשריים גבוהים ונמוכים (0 ו- 1). אנחנו יכולים גם להחזיר את האות האנלוגי שלנו על ידי פירוק. תהליך אפנון קוד הדופק נעשה בשלושה שלבים דגימה, כימות וקידוד. ישנם שני סוגים ספציפיים של אפנון קוד דופק כגון אפנון קוד דופק דיפרנציאלי (DPCM) ומוונון קוד דופק דיפרנציאלי אדפטיבי (ADPCM).

“שלושה סוגים של מערכת הפעלה ”

תרשים חסימה של PCM

להלן תרשים בלוקים של השלבים הכלולים ב- PCM.

בדגימה, אנו משתמשים בדוגם PAM שהוא דוגם מודולציה של משרעת הדופק הממיר אות משרעת רציף לאות רציף זמן-זמן (פולסי PAM). דיאגרמת החסימה הבסיסית של PCM מובאת להלן להבנה טובה יותר.

מהי אפנון קוד דופק?

כדי לקבל צורת גל מאופננת של קוד דופק מצורת גל אנלוגית ב- המשדר קצה (מקור) של מעגל תקשורת, המשרעת של דגימות האות האנלוגיות במרווחי זמן קבועים. קצב הדגימה או מספר דגימות לשנייה הוא פי כמה מהתדירות המרבית. אות ההודעה המומר לצורה בינארית יהיה בדרך כלל במספר הרמות שהוא תמיד בעוצמה 2. תהליך זה נקרא כימות.

אלמנטים בסיסיים של מערכת PCM

בקצה המקלט, מאפנן קוד דופק מפענח את האות הבינארי בחזרה לפולסים בעלי רמות קוונטיות זהות לזה של המודולטור. על ידי תהליכים נוספים אנו יכולים לשחזר את צורת הגל האנלוגית המקורית.

תיאוריית אפנון קוד הדופק

דיאגרמת חסימות זו מתארת את כל תהליך ה- PCM. מקור הזמן הרציף אות ההודעה מועבר דרך פילטר לעבור נמוך ואז הדגימה, כימות, קידוד יבוצע. נראה בפירוט שלב אחר שלב.

דְגִימָה

דגימה היא תהליך של מדידת משרעת של אות זמן רציף ברגעים נפרדים, ממיר את האות הרציף לאות בדיד. לדוגמא, המרה של גל קול לרצף דוגמאות. המדגם הוא ערך או קבוצת ערכים בנקודת זמן או שניתן לרווח אותו. דוגמאות לחילוץ של דוגמאות של אות רציף, זהו תת-מערכת דוגמת אידיאלי מייצרת דגימות שקולות לערך המיידי של האות הרציף בנקודות השונות שצוינו. תהליך הדגימה מייצר אות PAM (Amplitude Amplitude Modulated amplitude).

אות אנלוגי ומדוגם

תדירות הדגימה, Fs הוא מספר הדגימות הממוצע לשנייה המכונה גם קצב הדגימה. על פי משפט משפט ניקוויסט הדגימה צריכה להיות לפחות פי שניים מתדירות הניתוק העליונה. תדירות דגימה, Fs> = 2 * fmax כדי למנוע אפקט Aliasing. אם תדר הדגימה גבוה מאוד מקצב הניקוויסט הוא הופך לדגימת יתר, באופן תיאורטי ניתן לשחזר אות מוגבל לרוחב הפס אם נדגום בקצב מעל לקצב הניקוויסט. אם תדירות הדגימה נמוכה משיעור הניקוויסט היא תהפוך לדגימה נמוכה יותר.

בעיקרון משתמשים בשני סוגים של טכניקות לתהליך הדגימה. אלה הם 1. דגימה טבעית ו- 2. דגימה שטוחה.

כימות

בקוונטיזציה, מדגם אנלוגי עם משרעת שהוסבה לדוגמא דיגיטלית עם משרעת שלוקחת אחד מתוך קבוצה מוגדרת ספציפית של ערכי כימות. כימות נעשה על ידי חלוקת טווח הערכים האפשריים של הדגימות האנלוגיות לכמה רמות שונות והקצאת הערך המרכזי של כל רמה לכל מדגם ברווח הכימות. כימות מתקרבת לערכי המדגם האנלוגיים עם ערכי הכימות הקרובים ביותר. כך שכמעט כל הדגימות הכמותיות יהיו שונות מהדגימות המקוריות בכמות קטנה. סכום זה נקרא שגיאת כימות. התוצאה של שגיאת כימות זו היא שנשמע רעש שריקה בעת הפעלת אות אקראי. המרת דוגמאות אנלוגיות למספרים בינאריים שהם 0 ו- 1.

ברוב המקרים נשתמש בכמויות אחידות. כימות אחיד ישימה כאשר ערכי המדגם הם בתחום סופי (Fmin, Fmax). טווח הנתונים הכולל מחולק לרמות 2n, שיהיה זה מרווחי L. יהיה להם אורך שווה Q. Q נקרא מרווח כימות או גודל צעד כימות. בכימות אחיד לא תהיה שגיאת כימות.

אות מכמת אחיד

כידוע,
L = 2n, ואז גודל גודל Q = (Fmax - Fmin) / L.

“מטרתו של שנאי היא ”

מרווח i ממופה לערך האמצעי. אנו נשמור או נשלח רק את ערך האינדקס של הערך הכמותי.

ערך אינדקס של ערך כימי Qi (F) = [F - Fmin / Q]

ערך כמותי Q (F) = Qi (F) Q + Q / 2 + Fmin

אבל ישנן כמה בעיות שהועלו בכימות אחיד

אופטימלי רק לאות המופץ באופן אחיד.
אותות שמע אמיתיים מרוכזים יותר ליד אפסים.
האוזן האנושית רגישה יותר לשגיאות כימות בערכים קטנים.

הפתרון לבעיה זו הוא שימוש בכימות לא אחיד. בתהליך זה, מרווח הכימות קטן יותר קרוב לאפס.

סִמוּל

המקודד מקודד את הדגימות הכמותיות. כל מדגם כמותי מקודד ל- מילת קוד קוד של 8 סיביות באמצעות חוק A בתהליך הקידוד.

ביט 1 הוא הביט המשמעותי ביותר (MSB), הוא מייצג את הקוטביות של המדגם. '1' מייצג קוטביות חיובית ו- '0' מייצג קוטביות שלילית.
סיביות 2,3 ו -4 מגדירות את מיקום ערך הדגימה. שלושת הביטים הללו יחד יוצרים עקומה ליניארית לדגימות שליליות או חיוביות ברמה נמוכה.
ביט 5,6,7 ו- 8 הם הביטים הפחות משמעותיים (LSB) שהוא מייצג את אחד מהקטעים הכמתיים. כל קטע מחולק ל -16 רמות קוונטיות.

PCM הוא שני סוגים של אפנון קוד דופק דיפרנציאלי (DPCM) ואפנון קוד דופק דיפרנציאלי מסתגל (ADPCM).

ב- DPCM מקודד רק ההבדל בין מדגם לערך הקודם. ההבדל יהיה קטן בהרבה מערך הדגימה הכולל ולכן אנו זקוקים לכמה סיביות לקבלת דיוק זהה לזה שב- PCM רגיל. כך שגם קצב הסיב הנדרש יפחת. לדוגמא, בקוד 5 סיביות ביט 1 נועד לקוטביות וארבעת הסיביות הנותרות ל -16 רמות קוונטיות.

ADPCM מושגת על ידי התאמת רמות הכימות למאפייני האות האנלוגיים. אנו יכולים לאמוד את הערכים עם ערכי המדגם הקודמים. הערכת שגיאות נעשית כמו ב- DPCM. בהבדל בשיטת ADPCM של 32Kbps בין הערך החזוי לדוגמא, הערך מקודד עם 4 סיביות, כך שנקבל 15 רמות קוונטיות. בשיטה זו קצב הנתונים הוא מחצית מה- PCM המקובל.

הדמולציה של קוד הדופק

הדגמת קוד הדופק תעשה את אותו הדבר תהליך אפנון בכיוון הפוך. הדמולציה מתחילה בתהליך הפענוח, במהלך השידור אות ה- PCM יושפע מהפרעות רעש. לכן, לפני שאות ה- PCM נשלח למפחת ה- PCM, עלינו לשחזר את האות לרמה המקורית לשם כך אנו משתמשים במשווה. אות ה- PCM הוא אות גל דופק סדרתי, אך לצורך הדגמה אנו זקוקים לגל כדי להיות מקביל.

באמצעות ממיר סדרתי למקביל, יומר אות הדופק הסידרי לאות דיגיטלי מקביל. לאחר מכן האות יעבור דרך מפענח ה- n-bits, עליו להיות ממיר דיגיטלי לאנלוגי. מפענח משחזר את ערכי הכימות המקוריים של האות הדיגיטלי. ערך כימות זה כולל גם הרבה הרמוניות בתדרים גבוהים עם אותות שמע מקוריים. כדי להימנע מאותות מיותרות אנו משתמשים במסנן נמוך-מעבר בחלק האחרון.

יתרונות אפנון קוד הדופק

ניתן להעביר אותות אנלוגיים באמצעות דיגיטלי מהיר מערכת תקשורתית .
ההסתברות להתרחש שגיאה תפחת על ידי שימוש בשיטות קידוד מתאימות.
PCM משמש במערכת Telkom, הקלטת שמע דיגיטלית, אפקטים מיוחדים של וידאו דיגיטלי, וידאו דיגיטלי, דואר קולי.
PCM משמש גם ביחידות שליטה ברדיו כמשדרים וגם מקלט למכוניות, סירות, מטוסים בשלט רחוק.
אות ה- PCM עמיד בפני הפרעות יותר מאשר האותות הרגילים.

זה הכל בערך אפנון קוד הדופק והדמולציה . אנו מאמינים שהמידע המופיע במאמר זה מועיל עבורך להבנה טובה יותר של מושג זה. יתר על כן, כל שאילתות הנוגעות למאמר זה או כל עזרה ביישום פרויקטים של חשמל ואלקטרוניקה , אתה יכול לפנות אלינו על ידי תגובה בקטע ההערות למטה. הנה שאלה עבורך, מהם היישומים של אפנון קוד הדופק?

נקודות זיכוי: