Modulacja kodowo-impulsowa(ang. Pulse Code Modulation - PCM)

Modulacja PCM - jest sposobem zamiany sygnału analogowego na sygnał cyfrowy poprzez zastosowanie operacji próbkowania, kwantowania i kodowania. Sygnał mowy jakości telefonicznej (sygnał mowy o paśmie od 300 Hz do 3400 Hz) próbkowany jest 8000 razy na sek., a następnie każda próbka kodowana jest 8-bitowym słowem kodowym (czemu odpowiada 256 poziomów kwantowania). W rezultacie uzyskuje się sygnał o przepływności binarnej (liczba bitów na jednostkę czasu) 64 000 bit/sek. (64 kbit/sek.). Sygnał ten oznaczany jest w Europie jako E0, zaś w Ameryce jako DS0. Stanowi on podstawowy kanał cyfrowy, który może być zwielokrotniony (tworząc sygnał cyfrowy o wyższej przepływności) dla efektywnego wykorzystania medium transmisyjnego. Np. 32 sygnały E0 tworzą sygnał E1 o przepływności 2048 Mbit/sek. W systemie wielokrotnym PCM 30/32 trzydzieści sygnałów E0 wykorzystuje się zwykle do przesłania 30 różnych rozmów (dokładniej - do utworzenia 30 jednokierunkowych kanałów rozmownych); pozostałe dwa sygnały E0 tworzą kanał synchronizacji ramki, umożliwiający w odbiorniku identyfikacje poszczególnych sygnałów E0 (w kanale tym realizowane są także inne funkcje) oraz kanał sygnalizacji

Trzy etapy cyfryzacji sygnałów analogowych:  próbkowanie, kwantowanie i kodowanie. Modulacja kodowo-impulsowa (PCM). Przetworniki analogowo-cyfrowe.

 ·      próbkowanie - jeden z etapów przekształcania sygnału z postaci analogowej na cyfrową. Polega ono na tym, że w ustalonych odstępach czasu (impulsowanie) pobierane są tzw. próbki (sample) i mierzony jest poziom sygnału. Wynik pomiaru zostaje zkwantowany, by mógł być przekształcany w dziedzinie liczb całkowitych. Sygnał przekształcony do postaci impulsowej, którego amplituda została zkwantowana nazywa się sygnałem dyskretnym lub cyfrowym. Okres próbkowania T to odstęp czasu pomiędzy pobieraniem kolejnych próbek. Częstotliwość to odwrotność okresu f = 1/T. Aby spróbkowany sygnał z postaci cyfrowej dało się przekształcić z powrotem do postaci analogowej musi być spełnione twierdzenie Shannona o próbkowaniu. Mówi ono, że częstotliwość próbkowania nie może być mniejsza niż podwojona wartość największej częstotliwości występującej w sygnale.

KWANTYZATOR

 

 

 

KWANTOWANIE SYGNAŁU

·      kwantowanie - proces zamiany informacji pochodzących z obiektów świata realnego na ich reprezentację cyfrową, co umożliwia ich przetwarzanie w urządzeniach elektronicznych opartych o architekturę zero-jedynkową oraz gromadzenie na dostosowanych do tej architektury nośnikach danych. Proces ten polega na uproszczeniu sygnału analogowego do postaci skwantowanej, czyli zastąpieniu wartości zmieniających się płynnie do wartości zmieniających się skokowo w odpowiedniej skali (dokładności) odwzorowania.

·      kodowanie - zapisywanie poziomów binarnie.