పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ వర్కింగ్ మరియు అప్లికేషన్

సమస్యలను తొలగించడానికి మా పరికరాన్ని ప్రయత్నించండి





డిఫరెన్షియల్ పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ అనలాగ్ యొక్క సాంకేతికత డిజిటల్ సిగ్నల్ మార్పిడికి . ఈ సాంకేతికత అనలాగ్ సిగ్నల్‌ను శాంపిల్ చేసి, ఆపై నమూనా విలువ మరియు దాని అంచనా విలువ మధ్య వ్యత్యాసాన్ని అంచనా వేస్తుంది, ఆపై డిజిటల్ విలువను రూపొందించడానికి సిగ్నల్‌ను ఎన్కోడ్ చేస్తుంది. అవకలన పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ గురించి చర్చించడానికి ముందు, మేము దాని యొక్క లోపాలను తెలుసుకోవాలి పిసిఎం (పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్) . సిగ్నల్ యొక్క నమూనాలు ఒకదానితో ఒకటి ఎక్కువగా సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. ప్రస్తుత నమూనా నుండి తదుపరి నమూనా వరకు సిగ్నల్ విలువ పెద్ద మొత్తంలో తేడా లేదు. సిగ్నల్ యొక్క ప్రక్కనే ఉన్న నమూనాలు ఒకే సమాచారాన్ని చిన్న వ్యత్యాసంతో కలిగి ఉంటాయి. ఈ నమూనాలను ప్రామాణిక పిసిఎమ్ సిస్టమ్ ఎన్‌కోడ్ చేసినప్పుడు, ఫలితంగా ఎన్కోడ్ చేయబడిన సిగ్నల్ కొన్ని అనవసరమైన సమాచార బిట్‌లను కలిగి ఉంటుంది. క్రింద ఉన్న బొమ్మ దీనిని వివరిస్తుంది.

పిసిఎమ్‌లో పునరావృత సమాచార బిట్స్

పిసిఎమ్‌లో పునరావృత సమాచార బిట్స్



పై బొమ్మ చుక్కల రేఖ ద్వారా సూచించబడే నిరంతర సమయ సిగ్నల్ x (t) ను చూపుతుంది. ఈ సిగ్నల్ Ts, 2Ts, 3Ts… nT ల వ్యవధిలో ఫ్లాట్-టాప్ నమూనా ద్వారా నమూనా చేయబడుతుంది. నమూనా పౌన frequency పున్యం నైక్విస్ట్ రేటు కంటే ఎక్కువగా ఉండటానికి ఎంపిక చేయబడింది. ఈ నమూనాలను 3-బిట్ (7 స్థాయిలు) పిసిఎమ్ ఉపయోగించి ఎన్కోడ్ చేస్తారు. పై చిత్రంలో చిన్న వృత్తాలు చూపిన విధంగా నమూనాలను సమీప డిజిటల్ స్థాయికి లెక్కించారు. ప్రతి నమూనా యొక్క ఎన్కోడ్ చేసిన బైనరీ విలువ నమూనాల పైభాగంలో వ్రాయబడుతుంది. 4T లు, 5T లు మరియు 6T ల వద్ద తీసిన నమూనాల వద్ద పై బొమ్మను గమనించండి (110) యొక్క అదే విలువకు ఎన్కోడ్ చేయబడతాయి. ఈ సమాచారాన్ని ఒక నమూనా విలువ ద్వారా మాత్రమే తీసుకెళ్లవచ్చు. కానీ మూడు నమూనాలు ఒకే సమాచారాన్ని కలిగి ఉంటాయి అంటే అనవసరం.


ఇప్పుడు 9T లు మరియు 10T లలో నమూనాలను పరిశీలిద్దాం, చివరి బిట్ మరియు మొదటి రెండు బిట్స్ కారణంగా మాత్రమే ఈ నమూనాల మధ్య వ్యత్యాసం మారదు కాబట్టి అవి పునరావృతమవుతాయి. కాబట్టి ప్రక్రియను ఈ పునరావృత సమాచారం చేయడానికి మరియు మెరుగైన ఉత్పత్తిని పొందడానికి. ఇది s హించిన నమూనా విలువను తీసుకోవటానికి ఒక తెలివైన నిర్ణయం, దాని మునుపటి అవుట్పుట్ నుండి and హించి, వాటిని పరిమాణ విలువలతో సంగ్రహించండి. ఇటువంటి ప్రక్రియను డిఫరెన్షియల్ పిసిఎమ్ (డిపిసిఎం) టెక్నిక్ అంటారు.



డిఫరెన్షియల్ పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ సూత్రం

రిడెండెన్సీ తగ్గితే, మొత్తం బిట్రేట్ తగ్గుతుంది మరియు ఒక నమూనాను ప్రసారం చేయడానికి అవసరమైన బిట్ల సంఖ్య కూడా తగ్గుతుంది. ఈ రకమైన డిజిటల్ పల్స్ మాడ్యులేషన్ టెక్నిక్‌ను డిఫరెన్షియల్ పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ అంటారు. DPCM అంచనా సూత్రంపై పనిచేస్తుంది. ప్రస్తుత నమూనా యొక్క విలువ మునుపటి నమూనాల నుండి is హించబడింది. అంచనా ఖచ్చితమైనది కాకపోవచ్చు, కానీ ఇది వాస్తవ నమూనా విలువకు చాలా దగ్గరగా ఉంటుంది.

డిఫరెన్షియల్ పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ ట్రాన్స్మిటర్

క్రింద ఉన్న బొమ్మ DPCM ట్రాన్స్మిటర్ను చూపిస్తుంది. ట్రాన్స్మిటర్ కలిగి ఉంటుంది ఒక పోలిక , క్వాంటైజర్, ప్రిడిక్షన్ ఫిల్టర్ మరియు ఎన్కోడర్.

డిఫరెన్షియల్ పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేటర్

డిఫరెన్షియల్ పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేటర్

నమూనా సిగ్నల్ x (nT లు) చేత సూచించబడుతుంది మరియు signal హించిన సిగ్నల్ x ^ (nT లు) ద్వారా సూచించబడుతుంది. వాస్తవ నమూనా విలువ x (nT లు) మరియు value హించిన విలువ x ^ (nT లు) మధ్య వ్యత్యాసాన్ని పోలిక కనుగొంటుంది. దీనిని సిగ్నల్ లోపం అంటారు మరియు దీనిని e (nT లు) గా సూచిస్తారు


e (nTs) = x (nTs) - x ^ (nTs) ……. (1)

ఇక్కడ value హించిన విలువ x ^ (nT లు) ఉపయోగించి ఉత్పత్తి అవుతుంది ప్రిడిక్షన్ ఫిల్టర్ (సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్ ఫిల్టర్) . క్వాంటైజర్ అవుట్పుట్ సిగ్నల్ eq (nT లు) మరియు మునుపటి అంచనా జోడించి ప్రిడిక్షన్ ఫిల్టర్‌కు ఇన్‌పుట్‌గా ఇవ్వబడుతుంది, ఈ సిగ్నల్ xq (nTs) చే సూచించబడుతుంది. ఇది అంచనా వాస్తవానికి నమూనా సిగ్నల్‌కు దగ్గరగా ఉంటుంది. పరిమాణ లోపం సిగ్నల్ eq (nT లు) చాలా చిన్నది మరియు తక్కువ సంఖ్యలో బిట్లను ఉపయోగించడం ద్వారా ఎన్కోడ్ చేయవచ్చు. అందువల్ల DPCM లో ఒక నమూనాకు బిట్ల సంఖ్య తగ్గుతుంది.

క్వాంటైజర్ అవుట్పుట్ ఇలా వ్రాయబడుతుంది,

eq (nTs) = e (nTs) + q (nTs) …… (2)

ఇక్కడ q (nT లు) పరిమాణీకరణ లోపం. పై బ్లాక్ రేఖాచిత్రం నుండి ప్రిడిక్షన్ ఫిల్టర్ ఇన్పుట్ xq (nT లు) x ^ (nT లు) మరియు క్వాంటైజర్ అవుట్పుట్ eq (nT లు) ద్వారా పొందబడుతుంది.

అనగా, xq (nTs) = x ^ (nTs) + eq (nTs). ………. (3)

సమీకరణంలో (2) సమీకరణం (2) నుండి eq (nTs) విలువను ప్రత్యామ్నాయం చేయడం ద్వారా మనకు లభిస్తుంది,
xq (nTs) = x ^ (nTs) + e (nTs) + q (nTs) ……. (4)

సమీకరణం (1),

e (nTs) + x ^ (nTs) = x (nTs) ……. (5)

పై సమీకరణాల 4 మరియు 5 నుండి మనకు లభిస్తుంది,

xq (nTs) = x (nTs) + x (nTs)

అందువల్ల, సిగ్నల్ xq (nTs) యొక్క పరిమాణ సంస్కరణ అసలు నమూనా విలువ మరియు పరిమాణ లోపం q (nT లు) యొక్క మొత్తం. పరిమాణ లోపం సానుకూలంగా లేదా ప్రతికూలంగా ఉంటుంది. కాబట్టి ప్రిడిక్షన్ ఫిల్టర్ యొక్క అవుట్పుట్ దాని లక్షణాలపై ఆధారపడి ఉండదు.

డిఫరెన్షియల్ పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ స్వీకర్త

అందుకున్న డిజిటల్ సిగ్నల్‌ను పునర్నిర్మించడానికి, DPCM రిసీవర్ (క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపబడింది) కలిగి ఉంటుంది డీకోడర్ మరియు ప్రిడిక్షన్ ఫిల్టర్. శబ్దం లేకపోవడంతో, ఎన్కోడ్ చేసిన రిసీవర్ ఇన్పుట్ ఎన్కోడ్ ట్రాన్స్మిటర్ అవుట్పుట్ వలె ఉంటుంది.

డిఫరెన్షియల్ పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ రిసీవర్

డిఫరెన్షియల్ పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ రిసీవర్

మేము పైన చర్చించినట్లుగా, మునుపటి ఫలితాల ఆధారంగా ict హాజనిత విలువను తీసుకుంటుంది. డీకోడర్‌కు ఇచ్చిన ఇన్‌పుట్ ప్రాసెస్ చేయబడుతుంది మరియు మెరుగైన అవుట్‌పుట్ పొందటానికి ఆ అవుట్‌పుట్ ప్రిడిక్టర్ యొక్క అవుట్‌పుట్‌తో సంగ్రహించబడుతుంది. అంటే ఇక్కడ మొదట డీకోడర్ అసలు సిగ్నల్ యొక్క పరిమాణ రూపాన్ని పునర్నిర్మిస్తుంది. అందువల్ల రిసీవర్ వద్ద ఉన్న సిగ్నల్ వాస్తవ సిగ్నల్ నుండి క్వాంటైజేషన్ లోపం q (nT లు) ద్వారా భిన్నంగా ఉంటుంది, ఇది పునర్నిర్మించిన సిగ్నల్‌లో శాశ్వతంగా ప్రవేశపెట్టబడుతుంది.

S. NO పారామితులు పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ (పిసిఎం) డిఫరెన్షియల్ పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ (DPCM)
1 బిట్స్ సంఖ్యఇది ఒక నమూనాకు 4, 8 లేదా 16 బిట్‌లను ఉపయోగిస్తుంది
రెండు స్థాయిలు, దశ పరిమాణంస్థిర దశ పరిమాణం. వైవిధ్యమైనది కాదునిర్ణీత సంఖ్యలో స్థాయిలు ఉపయోగించబడతాయి.
3 బిట్ రిడెండెన్సీప్రస్తుతంశాశ్వతంగా తొలగించగలదు
4 పరిమాణ లోపం మరియు వక్రీకరణఉపయోగించిన స్థాయిల సంఖ్యపై ఆధారపడి ఉంటుందివాలు ఓవర్‌లోడ్ వక్రీకరణ మరియు పరిమాణ శబ్దం ఉన్నాయి కాని పిసిఎమ్‌తో పోలిస్తే చాలా తక్కువ
5 ట్రాన్స్మిషన్ ఛానల్ యొక్క బ్యాండ్విడ్త్బిట్ల సంఖ్య లేనందున అధిక బ్యాండ్‌విడ్త్ అవసరంPCM బ్యాండ్‌విడ్త్ కంటే తక్కువ
6 అభిప్రాయంTx మరియు Rx లో ఫీడ్‌బ్యాక్ లేదుఅభిప్రాయం ఉంది
7 సంజ్ఞామానం యొక్క సంక్లిష్టతక్లిష్టమైనసరళమైనది
8 శబ్ద నిష్పత్తికి సిగ్నల్ (SNR)మంచిదిఫెయిర్

DPCM యొక్క అనువర్తనాలు

DPCM టెక్నిక్ ప్రధానంగా స్పీచ్, ఇమేజ్ మరియు ఆడియో సిగ్నల్ కంప్రెషన్‌ను ఉపయోగించింది. వరుస నమూనాల మధ్య పరస్పర సంబంధం ఉన్న సంకేతాలపై నిర్వహించిన DPCM మంచి కుదింపు నిష్పత్తులకు దారితీస్తుంది. చిత్రాలలో, పొరుగు పిక్సెల్‌ల మధ్య పరస్పర సంబంధం ఉంది, వీడియో సిగ్నల్‌లలో, పరస్పర సంబంధం ఒకే పిక్సెల్‌ల మధ్య వరుస ఫ్రేమ్‌లలో మరియు లోపల ఫ్రేమ్‌లలో ఉంటుంది (ఇది చిత్రం లోపల సహసంబంధానికి సమానం).

ఈ పద్ధతి రియల్ టైమ్ అనువర్తనాలకు అనుకూలంగా ఉంటుంది. మెడికల్ కంప్రెషన్ మరియు టెలిమెడిసిన్ మరియు ఆన్‌లైన్ డయాగ్నసిస్ వంటి మెడికల్ ఇమేజింగ్ యొక్క రియల్ టైమ్ అప్లికేషన్ యొక్క ఈ పద్ధతిని అర్థం చేసుకోవడానికి. అందువల్ల, లాస్‌లెస్ లేదా సమీప-లాస్‌లెస్ మెడికల్ ఇమేజ్ కంప్రెషన్ కోసం లాస్‌లెస్ కంప్రెషన్ మరియు అమలు కోసం ఇది సమర్థవంతంగా ఉంటుంది.

ఇవన్నీ డిఫరెన్షియల్ పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ పని గురించి. ఈ భావనను బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి ఈ వ్యాసంలో ఇచ్చిన సమాచారం మీకు సహాయపడుతుందని మేము భావిస్తున్నాము. ఇంకా, ఈ వ్యాసానికి సంబంధించిన ఏవైనా ప్రశ్నలు లేదా అమలు చేయడంలో ఏదైనా సహాయం ఎలక్ట్రికల్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్స్ ప్రాజెక్టులు , దిగువ వ్యాఖ్య విభాగంలో వ్యాఖ్యానించడం ద్వారా మీరు మమ్మల్ని సంప్రదించవచ్చు. మీ కోసం ఇక్కడ ఒక ప్రశ్న ఉంది, DPCM టెక్నిక్‌లో ప్రిడిక్టర్ పాత్ర ఏమిటి?