పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ మరియు డీమోడ్యులేషన్

సమస్యలను తొలగించడానికి మా పరికరాన్ని ప్రయత్నించండి





పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ ఒక పద్ధతి ఒక మార్చడానికి ఉపయోగించబడుతుంది అనలాగ్ సిగ్నల్ డిజిటల్ సిగ్నల్ తద్వారా సవరించిన అనలాగ్ సిగ్నల్ డిజిటల్ కమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్ ద్వారా ప్రసారం చేయబడుతుంది. పిసిఎమ్ బైనరీ రూపంలో ఉంది, కాబట్టి అధిక మరియు తక్కువ (0 మరియు 1) రెండు రాష్ట్రాలు మాత్రమే ఉంటాయి. డీమోడ్యులేషన్ ద్వారా మన అనలాగ్ సిగ్నల్‌ను కూడా తిరిగి పొందవచ్చు. పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ ప్రక్రియ నమూనా, పరిమాణీకరణ మరియు కోడింగ్ అనే మూడు దశల్లో జరుగుతుంది. డిఫరెన్షియల్ పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ (DPCM) మరియు అడాప్టివ్ డిఫరెన్షియల్ పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ (ADPCM) వంటి రెండు నిర్దిష్ట రకాల పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్స్ ఉన్నాయి.

PCM యొక్క బ్లాక్ రేఖాచిత్రం

PCM యొక్క బ్లాక్ రేఖాచిత్రం



పిసిఎమ్‌లో చేర్చబడిన దశల బ్లాక్ రేఖాచిత్రం ఇక్కడ ఉంది.


నమూనాలో, మేము PAM నమూనాను ఉపయోగిస్తున్నాము, ఇది పల్స్ యాంప్లిట్యూడ్ మాడ్యులేషన్ సాంప్లర్, ఇది నిరంతర యాంప్లిట్యూడ్ సిగ్నల్‌ను వివిక్త-సమయం- నిరంతర సిగ్నల్ (PAM పప్పులు) గా మారుస్తుంది. మంచి అవగాహన కోసం పిసిఎమ్ యొక్క ప్రాథమిక బ్లాక్ రేఖాచిత్రం క్రింద ఇవ్వబడింది.



పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ అంటే ఏమిటి?

వద్ద అనలాగ్ తరంగ రూపం నుండి పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేటెడ్ తరంగ రూపాన్ని పొందడానికి ట్రాన్స్మిటర్ కమ్యూనికేషన్ సర్క్యూట్ యొక్క ముగింపు (మూలం), క్రమ సమయ వ్యవధిలో అనలాగ్ సిగ్నల్ నమూనాల వ్యాప్తి. నమూనా రేటు లేదా సెకనుకు అనేక నమూనాలు గరిష్ట పౌన .పున్యంలో చాలా రెట్లు. బైనరీ రూపంలోకి మార్చబడిన సందేశ సిగ్నల్ సాధారణంగా 2 యొక్క శక్తికి ఉండే స్థాయిల సంఖ్యలో ఉంటుంది. ఈ ప్రక్రియను పరిమాణీకరణ అంటారు.

PCM సిస్టమ్ యొక్క ప్రాథమిక అంశాలు

PCM సిస్టమ్ యొక్క ప్రాథమిక అంశాలు

రిసీవర్ చివరలో, పల్స్ కోడ్ డెమోడ్యులేటర్ బైనరీ సిగ్నల్‌ను మాడ్యులేటర్‌లో ఉన్న క్వాంటం స్థాయిలతో తిరిగి పప్పులుగా డీకోడ్ చేస్తుంది. తదుపరి ప్రక్రియల ద్వారా, మేము అసలు అనలాగ్ తరంగ రూపాన్ని పునరుద్ధరించవచ్చు.

పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ సిద్ధాంతం

ఈ పై బ్లాక్ రేఖాచిత్రం PCM యొక్క మొత్తం ప్రక్రియను వివరిస్తుంది. నిరంతర సమయం యొక్క మూలం సందేశ సిగ్నల్ తక్కువ పాస్ ఫిల్టర్ ద్వారా పంపబడుతుంది మరియు తరువాత నమూనా, క్వాంటిజేషన్, ఎన్కోడింగ్ చేయబడుతుంది. మేము దశల వారీగా వివరంగా చూస్తాము.


నమూనా

నమూనా అనేది వివిక్త తక్షణాల వద్ద నిరంతర-సమయ సిగ్నల్ యొక్క వ్యాప్తిని కొలిచే ప్రక్రియ, నిరంతర సిగ్నల్‌ను వివిక్త సిగ్నల్‌గా మారుస్తుంది. ఉదాహరణకు, ధ్వని తరంగాన్ని నమూనాల శ్రేణికి మార్చడం. నమూనా అనేది ఒక సమయంలో ఒక విలువ లేదా విలువల సమితి లేదా దానిని ఖాళీ చేయవచ్చు. నిరంతర సిగ్నల్ యొక్క నమూనా సారం నమూనాలు, ఇది ఉపవ్యవస్థ ఆదర్శ నమూనా, పేర్కొన్న వివిధ పాయింట్ల వద్ద నిరంతర సిగ్నల్ యొక్క తక్షణ విలువకు సమానమైన నమూనాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. నమూనా ప్రక్రియ ఫ్లాట్-టాప్ పల్స్ యాంప్లిట్యూడ్ మాడ్యులేటెడ్ (PAM) సిగ్నల్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

అనలాగ్ మరియు నమూనా సిగ్నల్

అనలాగ్ మరియు నమూనా సిగ్నల్

నమూనా పౌన frequency పున్యం, Fs అనేది సెకనుకు సగటు నమూనాల సంఖ్యను నమూనా రేటు అని కూడా పిలుస్తారు. నైక్విస్ట్ సిద్ధాంతం ప్రకారం నమూనా రేటు ఎగువ కటాఫ్ పౌన .పున్యంలో కనీసం 2 రెట్లు ఉండాలి. అలియాసింగ్ ప్రభావాన్ని నివారించడానికి నమూనా ఫ్రీక్వెన్సీ, Fs> = 2 * fmax. మాదిరి పౌన frequency పున్యం నైక్విస్ట్ రేటు కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటే, అది ఓవర్‌సాంప్లింగ్ అవుతుంది, సిద్ధాంతపరంగా బ్యాండ్‌విడ్త్-పరిమిత సిగ్నల్‌ను నైక్విస్ట్ రేటు కంటే ఎక్కువ మాదిరి చేస్తే పునర్నిర్మించవచ్చు. నమూనా పౌన frequency పున్యం న్యూక్విస్ట్ రేటు కంటే తక్కువగా ఉంటే అది అండర్సాంప్లింగ్ అవుతుంది.

నమూనా ప్రక్రియ కోసం ప్రాథమికంగా రెండు రకాల పద్ధతులు ఉపయోగించబడతాయి. అవి 1. సహజ నమూనా మరియు 2. ఫ్లాట్-టాప్ నమూనా.

పరిమాణీకరణ

పరిమాణీకరణలో, ఒక వ్యాప్తి కలిగిన అనలాగ్ నమూనా, ఇది ప్రత్యేకంగా నిర్వచించబడిన పరిమాణ విలువల సమితిలో ఒకదాన్ని తీసుకునే వ్యాప్తితో డిజిటల్ నమూనాగా మార్చబడుతుంది. అనలాగ్ నమూనాల సాధ్యం విలువల పరిధిని కొన్ని వేర్వేరు స్థాయిలుగా విభజించడం ద్వారా మరియు ప్రతి స్థాయి యొక్క కేంద్ర విలువను పరిమాణ నమూనాలో ఏదైనా నమూనాకు కేటాయించడం ద్వారా పరిమాణీకరణ జరుగుతుంది. క్వాంటిజేషన్ అనలాగ్ నమూనా విలువలను సమీప పరిమాణ విలువలతో అంచనా వేస్తుంది. కాబట్టి దాదాపు అన్ని పరిమాణ నమూనాలు అసలు నమూనాల నుండి తక్కువ మొత్తంలో భిన్నంగా ఉంటాయి. ఆ మొత్తాన్ని క్వాంటైజేషన్ లోపం అంటారు. ఈ పరిమాణ లోపం యొక్క ఫలితం ఏమిటంటే, యాదృచ్ఛిక సిగ్నల్ ఆడుతున్నప్పుడు మేము ఒక శబ్దం వింటాము. అనలాగ్ నమూనాలను బైనరీ సంఖ్యలుగా 0 మరియు 1 గా మారుస్తుంది.

చాలా సందర్భాలలో, మేము ఏకరీతి క్వాంటైజర్లను ఉపయోగిస్తాము. నమూనా విలువలు పరిమిత పరిధిలో ఉన్నప్పుడు (Fmin, Fmax) ఏకరీతి పరిమాణీకరణ వర్తిస్తుంది. మొత్తం డేటా పరిధి 2n స్థాయిలుగా విభజించబడింది, ఇది L విరామాలుగా ఉండనివ్వండి. వాటికి సమాన పొడవు Q ఉంటుంది. Q ను క్వాంటిజేషన్ ఇంటర్వెల్ లేదా క్వాంటైజేషన్ స్టెప్ సైజ్ అంటారు. ఏకరీతి పరిమాణీకరణలో, పరిమాణ లోపం ఉండదు.

ఏకరీతి పరిమాణ సిగ్నల్

ఏకరీతి పరిమాణ సిగ్నల్

మనకు తెలిసినట్లు,
L = 2n, తరువాత దశ పరిమాణం Q = (Fmax - Fmin) / L.

విరామం i మధ్య విలువకు మ్యాప్ చేయబడింది. మేము పరిమాణ విలువ యొక్క సూచిక విలువను మాత్రమే నిల్వ చేస్తాము లేదా పంపుతాము.

పరిమాణ విలువ యొక్క సూచిక విలువ Qi (F) = [F - Fmin / Q]

పరిమాణ విలువ Q (F) = Qi (F) Q + Q / 2 + Fmin

కానీ ఏకరీతి పరిమాణంలో కొన్ని సమస్యలు ఉన్నాయి

  • ఏకరీతిలో పంపిణీ చేయబడిన సిగ్నల్ కోసం మాత్రమే సరైనది.
  • నిజమైన ఆడియో సిగ్నల్స్ సున్నాల దగ్గర ఎక్కువ కేంద్రీకృతమై ఉన్నాయి.
  • మానవ చెవి చిన్న విలువల వద్ద పరిమాణ లోపాలకు మరింత సున్నితంగా ఉంటుంది.

ఈ సమస్యకు పరిష్కారం ఏకరీతి కాని పరిమాణాన్ని ఉపయోగించడం. ఈ ప్రక్రియలో, పరిమాణ విరామం సున్నాకి దగ్గరగా ఉంటుంది.

కోడింగ్

ఎన్కోడర్ పరిమాణ నమూనాలను ఎన్కోడ్ చేస్తుంది. ప్రతి పరిమాణ నమూనా ఒక ఎన్కోడ్ చేయబడింది 8-బిట్ కోడ్‌వర్డ్ ఎన్కోడింగ్ ప్రక్రియలో A- చట్టాన్ని ఉపయోగించడం ద్వారా.

  • బిట్ 1 అత్యంత ముఖ్యమైన బిట్ (MSB), ఇది నమూనా యొక్క ధ్రువణతను సూచిస్తుంది. “1” సానుకూల ధ్రువణతను సూచిస్తుంది మరియు “0” ప్రతికూల ధ్రువణతను సూచిస్తుంది.
  • బిట్ 2,3 మరియు 4 నమూనా విలువ యొక్క స్థానాన్ని నిర్వచిస్తుంది. ఈ మూడు బిట్స్ కలిసి తక్కువ స్థాయి ప్రతికూల లేదా సానుకూల నమూనాల కోసం సరళ వక్రతను ఏర్పరుస్తాయి.
  • బిట్ 5,6,7 మరియు 8 అతి తక్కువ ముఖ్యమైన బిట్స్ (ఎల్‌ఎస్‌బి), ఇది పరిమాణాల విలువలలో ఒకదానిని సూచిస్తుంది. ప్రతి విభాగం 16 క్వాంటం స్థాయిలుగా విభజించబడింది.

పిసిఎమ్ రెండు రకాల డిఫరెన్షియల్ పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ (డిపిసిఎం) మరియు అడాప్టివ్ డిఫరెన్షియల్ పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ (ఎడిపిసిఎం).

DPCM లో ఒక నమూనా మరియు మునుపటి విలువ మధ్య వ్యత్యాసం మాత్రమే ఎన్కోడ్ చేయబడింది. మొత్తం నమూనా విలువ కంటే వ్యత్యాసం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది కాబట్టి సాధారణ పిసిఎమ్‌లో మాదిరిగానే ఖచ్చితత్వాన్ని పొందడానికి మాకు కొన్ని బిట్స్ అవసరం. తద్వారా అవసరమైన బిట్ రేట్ కూడా తగ్గుతుంది. ఉదాహరణకు, 5-బిట్ కోడ్‌లో 1 బిట్ ధ్రువణత కోసం మరియు మిగిలిన 4 బిట్స్ 16 క్వాంటం స్థాయిలకు.

పరిమాణ స్థాయిలను అనలాగ్ సిగ్నల్ లక్షణాలకు అనుగుణంగా మార్చడం ద్వారా ADPCM సాధించబడుతుంది. మేము మునుపటి నమూనా విలువలతో విలువలను అంచనా వేయవచ్చు. లోపం అంచనా DPCM లో వలె జరుగుతుంది. K హించిన విలువ మరియు నమూనా మధ్య 32Kbps ADPCM పద్ధతి వ్యత్యాసంలో, విలువ 4 బిట్‌లతో కోడ్ చేయబడుతుంది, తద్వారా మనకు 15 క్వాంటం స్థాయిలు లభిస్తాయి. ఈ పద్ధతిలో డేటా రేటు సాంప్రదాయ పిసిఎమ్‌లో సగం.

పల్స్ కోడ్ డీమోడ్యులేషన్

పల్స్ కోడ్ డీమోడ్యులేషన్ అదే చేస్తుంది మాడ్యులేషన్ ప్రక్రియ రివర్స్ లో. డీమోడ్యులేషన్ డీకోడింగ్ ప్రక్రియతో మొదలవుతుంది, ప్రసార సమయంలో పిసిఎం సిగ్నల్ శబ్దం జోక్యం ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది. కాబట్టి, పిసిఎమ్ సిగ్నల్ పిసిఎమ్ డెమోడ్యులేటర్‌లోకి పంపే ముందు, మనం కంపారిటర్‌ను ఉపయోగిస్తున్నందుకు సిగ్నల్‌ను అసలు స్థాయికి తిరిగి పొందాలి. పిసిఎమ్ సిగ్నల్ సిరీస్ పల్స్ వేవ్ సిగ్నల్, కానీ డీమోడ్యులేషన్ కోసం, సమాంతరంగా ఉండటానికి మాకు ఒక వేవ్ అవసరం.

సమాంతర కన్వర్టర్‌కు సీరియల్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా సిరీస్ పల్స్ వేవ్ సిగ్నల్ సమాంతర డిజిటల్ సిగ్నల్‌గా మార్చబడుతుంది. ఆ తరువాత సిగ్నల్ n- బిట్స్ డీకోడర్ గుండా వెళుతుంది, ఇది డిజిటల్ టు అనలాగ్ కన్వర్టర్ అయి ఉండాలి. డీకోడర్ డిజిటల్ సిగ్నల్ యొక్క అసలు పరిమాణ విలువలను తిరిగి పొందుతుంది. ఈ పరిమాణ విలువ అసలు ఆడియో సిగ్నల్‌లతో అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ హార్మోనిక్‌లను కూడా కలిగి ఉంది. అనవసరమైన సంకేతాలను నివారించడానికి మేము చివరి భాగంలో తక్కువ-పాస్ ఫిల్టర్‌ను ఉపయోగిస్తాము.

పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ ప్రయోజనాలు

  • అనలాగ్ సిగ్నల్స్ హై-స్పీడ్ డిజిటల్ ద్వారా ప్రసారం చేయబడతాయి కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్ .
  • తగిన కోడింగ్ పద్ధతులను ఉపయోగించడం ద్వారా లోపం సంభవించే సంభావ్యత తగ్గుతుంది.
  • టెల్కామ్ సిస్టమ్, డిజిటల్ ఆడియో రికార్డింగ్, డిజిటలైజ్డ్ వీడియో స్పెషల్ ఎఫెక్ట్స్, డిజిటల్ వీడియో, వాయిస్ మెయిల్‌లో పిసిఎం ఉపయోగించబడుతుంది.
  • పిసిఎమ్ రేడియో కంట్రోల్ యూనిట్లలో ట్రాన్స్మిటర్లుగా మరియు రిమోట్ కంట్రోల్డ్ కార్లు, బోట్లు, విమానాల కోసం రిసీవర్ గా కూడా ఉపయోగించబడుతుంది.
  • పిసిఎం సిగ్నల్ సాధారణ సిగ్నల్స్ కంటే జోక్యానికి ఎక్కువ నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది.

ఇదంతా పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ మరియు డీమోడ్యులేషన్ . ఈ భావనను బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి ఈ వ్యాసంలో ఇచ్చిన సమాచారం మీకు సహాయపడుతుందని మేము నమ్ముతున్నాము. ఇంకా, ఈ వ్యాసానికి సంబంధించిన ఏవైనా ప్రశ్నలు లేదా అమలు చేయడంలో ఏదైనా సహాయం ఎలక్ట్రికల్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్స్ ప్రాజెక్టులు , దిగువ వ్యాఖ్య విభాగంలో వ్యాఖ్యానించడం ద్వారా మీరు మమ్మల్ని సంప్రదించవచ్చు. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ యొక్క అనువర్తనాలు ఏమిటి?

ఫోటో క్రెడిట్స్: