Kod nadi modulasi adalah kaedah yang digunakan untuk menukar isyarat analog menjadi isyarat digital supaya isyarat analog yang diubah dapat dihantar melalui rangkaian komunikasi digital. PCM dalam bentuk binari, jadi hanya akan ada dua keadaan yang tinggi dan rendah (0 dan 1). Kita juga boleh mendapatkan kembali isyarat analog kita dengan demodulasi. Proses Pulse Code Modulation dilakukan dalam tiga langkah Sampling, Quantization, dan Coding. Terdapat dua jenis modulasi kod nadi tertentu seperti modulasi kod nadi pembezaan (DPCM) dan modulasi kod nadi pembezaan adaptif (ADPCM)

“cara membuat stesen radio fm di rumah ”

Gambarajah blok PCM

Berikut adalah gambarajah blok langkah-langkah yang disertakan dalam PCM.

Dalam persampelan, kami menggunakan PAM sampler iaitu Pulse Amplitude Modulation Sampler yang mengubah isyarat amplitud berterusan menjadi isyarat masa-diskrit-berterusan (denyut PAM). Gambarajah blok asas PCM diberikan di bawah untuk pemahaman yang lebih baik.

Apakah Modulasi Pulse Code?

Untuk mendapatkan bentuk gelombang modulasi kod nadi dari bentuk gelombang analog di pemancar akhir (sumber) litar komunikasi, amplitud sampel sampel analog pada selang masa biasa. Kadar persampelan atau sebilangan sampel per saat adalah frekuensi maksimum beberapa kali. Isyarat mesej yang ditukar ke dalam bentuk binari biasanya dalam jumlah tahap yang selalu mencapai kekuatan 2. Proses ini disebut kuantisasi.

Elemen Asas Sistem PCM

Di hujung penerima, demodulator kod nadi menyahkod isyarat binari kembali ke denyutan dengan tahap kuantum yang sama dengan yang ada di modulator. Dengan proses selanjutnya, kita dapat mengembalikan bentuk gelombang analog yang asal.

Teori Modulasi Kod Nadi

Gambarajah blok di atas menerangkan keseluruhan proses PCM. Punca masa berterusan isyarat mesej disalurkan melalui saringan lulus rendah dan kemudian pensampelan, Kuantisasi, Pengekodan akan dilakukan. Kami akan melihat secara terperinci langkah demi langkah.

Persampelan

Pensampelan adalah proses mengukur amplitud isyarat masa berterusan pada sekejap diskrit, mengubah isyarat berterusan menjadi isyarat diskrit. Contohnya, penukaran gelombang bunyi kepada urutan sampel. Sampel adalah nilai atau sekumpulan nilai pada satu titik waktu atau dapat dijarakkan. Sampler mengekstrak sampel isyarat berterusan, ini adalah subsistem ideal sampel menghasilkan sampel yang setara dengan nilai seketika isyarat berterusan pada pelbagai titik yang ditentukan. Proses Persampelan menghasilkan isyarat Pulse Amplitude Modulated (PAM) rata-rata.

Isyarat Analog dan Sampel

Kekerapan persampelan, Fs adalah jumlah sampel purata sesaat yang juga dikenali sebagai kadar persampelan. Menurut Teorem Nyquist, kadar persampelan harus sekurang-kurangnya 2 kali ganda dari frekuensi cutoff atas. Kekerapan pensampelan, Fs> = 2 * fmax untuk mengelakkan Aliasing Effect. Sekiranya frekuensi pensampelan sangat tinggi daripada kadar Nyquist ia menjadi Oversampling, secara teorinya isyarat terhad lebar jalur dapat dibina semula jika diambil sampel di atas kadar Nyquist. Sekiranya frekuensi pensampelan kurang dari kadar Nyquist maka akan menjadi Undersampling.

Pada asasnya dua jenis teknik digunakan untuk proses persampelan. Mereka adalah 1. Persampelan Semula Jadi dan 2. Persampelan Flat-top.

Pengkuantuman

Dalam kuantisasi, sampel analog dengan amplitud yang ditukar menjadi sampel digital dengan amplitud yang mengambil salah satu set nilai kuantisasi yang ditentukan secara khusus. Kuantisasi dilakukan dengan membahagikan julat kemungkinan nilai sampel analog ke dalam beberapa tahap yang berbeza dan memberikan nilai tengah setiap peringkat kepada sampel apa pun dalam selang kuantisasi. Kuantisasi menghampiri nilai sampel analog dengan nilai kuantisasi terdekat. Oleh itu, hampir semua sampel yang dikuantifikasikan akan berbeza dengan sampel asal dengan jumlah yang sedikit. Jumlah itu dipanggil kesalahan pengkuantuman. Hasil ralat pengkuantian ini adalah kita akan mendengar suara mendesis ketika memainkan isyarat rawak. Menukar sampel analog menjadi nombor perduaan yang 0 dan 1.

Dalam kebanyakan kes, kami akan menggunakan pengkuantiti seragam. Kuantisasi seragam berlaku apabila nilai sampel berada dalam julat terhingga (Fmin, Fmax). Julat data keseluruhan dibahagikan kepada 2n tahap, biarkan selang L. Mereka akan mempunyai panjang yang sama Q. Q dikenali sebagai selang Kuantisasi atau ukuran langkah kuantisasi. Dalam kuantisasi seragam, tidak akan ada kesalahan pengkuantuman.

Isyarat Kuantiti Tidak Seragam

Seperti yang kita tahu,
L = 2n, kemudian Ukuran langkah Q = (Fmax - Fmin) / L

“mesin negeri moore vs mealy ”

Selang i dipetakan ke nilai tengah. Kami akan menyimpan atau menghantar hanya nilai indeks dari nilai terkuantiti.

Nilai Indeks dari nilai terkuanting Qi (F) = [F - Fmin / Q]

Nilai kuantiti Q (F) = Qi (F) Q + Q / 2 + Fmin

Tetapi ada beberapa masalah yang dibangkitkan dalam kuantisasi seragam

Hanya optimum untuk isyarat yang diedarkan secara seragam.
Isyarat audio sebenar lebih tertumpu di dekat sifar.
Telinga Manusia lebih sensitif terhadap kesalahan kuantisasi pada nilai-nilai kecil.

Penyelesaian untuk masalah ini adalah menggunakan kuantisasi Tidak seragam. Dalam proses ini, selang kuantisasi lebih kecil hampir dengan sifar.

Pengekodan

Pengekod mengekod sampel yang dikuantisasi. Setiap sampel yang dikuantisasi dikodkan ke dalam Kata Kod 8-bit dengan menggunakan A-law dalam proses pengekodan.

Bit 1 adalah bit yang paling ketara (MSB), ia mewakili kekutuban sampel. '1' mewakili polaritas positif dan '0' mewakili polaritas negatif.
Bit 2,3 dan 4 akan menentukan lokasi nilai sampel. Ketiga-tiga bit ini membentuk lengkung linear untuk sampel negatif atau positif tahap rendah.
Bit 5,6,7 dan 8 adalah bit yang paling tidak signifikan (LSB) ia mewakili salah satu segmen yang dihitung nilai. Setiap segmen dibahagikan kepada 16 tahap kuantum.

PCM adalah dua jenis modulasi kod pulsa pembezaan (DPCM) dan modulasi kod pulsa pembezaan adaptif (ADPCM).

Di DPCM hanya perbezaan antara sampel dan nilai sebelumnya yang dikodkan. Perbezaannya akan jauh lebih kecil daripada jumlah nilai sampel jadi kami memerlukan beberapa bit untuk mendapatkan ketepatan yang sama seperti pada PCM biasa. Sehingga kadar bit yang diperlukan juga akan berkurang. Sebagai contoh, dalam kod 5-bit 1 bit adalah untuk kekutuban dan baki 4 bit untuk 16 tahap kuantum.

ADPCM dicapai dengan menyesuaikan tahap pengukuran dengan ciri isyarat analog. Kita dapat menganggar nilai dengan nilai sampel sebelumnya. Anggaran ralat dilakukan sama seperti di DPCM. Dalam perbezaan kaedah ADPCM 32Kbps antara nilai yang diramalkan dan sampel, nilai dikodekan dengan 4 bit, sehingga kita akan mendapat 15 tahap kuantum. Dalam kaedah ini kadar data adalah separuh daripada PCM konvensional.

Demodulasi Kod Nadi

Demodulasi Kod Nadi akan melakukan perkara yang sama proses modulasi sebaliknya. Demodulasi bermula dengan proses penyahkodan, semasa penghantaran isyarat PCM akan dipengaruhi oleh gangguan bunyi. Jadi, sebelum isyarat PCM dihantar ke demodulator PCM, kita harus memulihkan isyarat ke tahap asal kerana kita menggunakan pembanding. Isyarat PCM adalah isyarat gelombang nadi siri, tetapi untuk demodulasi, kita memerlukan gelombang agar selari.

Dengan menggunakan penukar bersiri ke selari isyarat gelombang nadi siri akan ditukar menjadi isyarat digital selari. Selepas itu isyarat akan melalui penyahkod n-bit, ia harus menjadi penukar Digital ke Analog. Decoder mendapatkan semula nilai kuantisasi asal isyarat digital. Nilai kuantisasi ini juga merangkumi banyak harmonik frekuensi tinggi dengan isyarat audio asli. Untuk mengelakkan isyarat yang tidak diperlukan, kami menggunakan penapis lulus rendah di bahagian akhir.

Kelebihan Modulasi Kod Nadi

Isyarat analog boleh dihantar melalui digital berkelajuan tinggi sistem komunikasi .
Kebarangkalian berlaku kesalahan akan berkurang dengan penggunaan kaedah pengkodan yang sesuai.
PCM digunakan dalam sistem Telkom, rakaman audio digital, kesan khas video digital, video digital, mel suara.
PCM juga digunakan dalam unit kawalan Radio sebagai pemancar dan juga penerima untuk kereta, kapal, pesawat yang dikendalikan dengan jarak jauh.
Isyarat PCM lebih tahan terhadap gangguan daripada isyarat biasa.

Ini semua berkaitan Modulasi dan Demodulasi Kod Nadi . Kami percaya bahawa maklumat yang diberikan dalam artikel ini sangat membantu anda untuk memahami konsep ini dengan lebih baik. Selanjutnya, sebarang pertanyaan mengenai artikel ini atau bantuan dalam melaksanakannya projek elektrik dan elektronik , anda boleh menghampiri kami dengan memberi komen di bahagian komen di bawah. Berikut adalah pertanyaan untuk anda, Apa aplikasi Modulasi Pulse Code?

Kredit Foto: