Unterschied zwischen PCM und DPCM
Inhalt
PCM und DPCM sind die Verfahren, mit denen analoge Signale in digitale umgewandelt werden. Diese Methoden unterscheiden sich, da das PCM den Abtastwert durch Codewörter darstellt, wohingegen in DPCM der Original- und der Abtastwert von vorherigen Abtastwerten abhängen.
Die Umwandlung von Analog-Digital-Signalen ist für viele Anwendungen von Vorteil, da die digitalen Signale weniger anfällig für Rauschen sind. Das digitale Kommunikationssystem bietet eine bessere Leistung, Zuverlässigkeit, Sicherheit, Effizienz und Systemintegration. PCM und DPCM sind die unterschiedlichen Quellcodierungstechniken. Lassen Sie uns den Unterschied anhand der Vergleichstabelle verstehen.
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- Vergleichstabelle
- Definition
- Hauptunterschiede
- Fazit
Vergleichstabelle
| Vergleichsbasis | PCM | DPCM |
|---|---|---|
| Anzahl der beteiligten Bits | 4, 8 oder 16 Bits pro Abtastung. | Mehr als eins, aber weniger als PCM. |
| Quantisierungsfehler und Verzerrung | Hängt von der Anzahl der Ebenen ab. | Eine Überlastungsverzerrung und ein Quantisierungsrauschen könnten vorliegen. |
| Bandbreite des Übertragungskanals | Hohe Bandbreite erfordern. | Benötigen im Vergleich zu PCM weniger Bandbreite. |
| Feedback | Gibt kein Feedback. | Feedback wird zur Verfügung gestellt. |
| Komplexität der Notation | Komplex | Einfach |
| Rauschabstand | Gut | Durchschnittlich |
| Einsatzgebiet | Audio, Video und Telefonie. | Sprache und Video. |
| Bits / Probe | 7/8 | 4/6 |
| Bitrate | 56-64 | 32-48 |
Definition von PCM
PCM (Pulscodemodulation) ist eine Quellcodierungsstrategie, bei der die Sequenz des codierten Impulses verwendet wird, um das Signal mit Hilfe des Aufzeichnens des Signals in Zeit und Amplitude in diskreter Form darzustellen. Es beinhaltet zwei grundlegende Operationen - Zeitdiskretisierung und Amplitudendiskretisierung. Das zeitliche Diskretisierung wird durch Probennahme durchgeführt, und Amplitudendiskretisierung Quantisierung erreicht wird. Es enthält auch einen zusätzlichen Schritt, bei dem die quantisierten Amplituden einfache Impulsmuster erzeugen.
Der PCM-Prozess ist in drei Teile unterteilt: Erstens die Übertragung am Quellende, zweitens die Regeneration am Sendepfad und am Empfangsende.
Die Operationen, die am Sendeende der Quelle ausgeführt werden -
- Probenahme - Bei der Abtastung wird das Signal in gleichen Intervallen gemessen, in denen das (Basisband-) Signal mit der Linie der Rechteckimpulse abgetastet wird. Diese Impulse werden extrem eingegrenzt, um den augenblicklichen Abtastvorgang genau zu erfassen. Die genaue Rekonstruktion des Basisbandsignals wird erhalten, wenn die Abtastrate größer sein sollte als das Doppelte der höchsten Frequenzkomponente, die als bekannt ist Nyquist-Rate.
- Quantisierung - Nach dem Abtasten wird das Signal quantisiert, wodurch sowohl die Zeit als auch die Amplitude diskret dargestellt werden. Im Quantisierungsprozess werden den abgetasteten Instanzen ganzzahlige Werte in einem bestimmten Bereich zugewiesen.
- Codierung - Das übertragene Signal wird stärker gegen die Interferenz und das Rauschen des quantisierten Signals gemacht, indem es in eine geeignetere Signalform übersetzt wird, und diese Übersetzung wird als Codierung bezeichnet.
Operationen, die zum Zeitpunkt der Regeneration entlang des Übertragungswegs durchgeführt wurden -
Vorgänge, die am Empfangsende ausgeführt werden -
- Dekodieren und erweitern - Nach der Regeneration werden die sauberen Impulse des Signals in einem Codewort zusammengefasst. Dann wird das Codewort in ein quantisiertes PAM-Signal (Pulse Amplitude Modulation) decodiert. Diese decodierten Signale repräsentieren die projizierte Sequenz komprimierter Abtastwerte.
- Wiederaufbau - Bei diesem Vorgang wird das ursprüngliche Signal auf der Empfangsseite wiederhergestellt.
Definition von DPCM
DPCM (Differential Pulse Code Modulation) ist nichts anderes als eine Variante von PCM. PCM ist nicht effizient, da es viele Bits generiert und mehr Bandbreite verbraucht. Um das oben genannte Problem zu lösen, wurde das DPCM entwickelt. Ähnlich wie PCM besteht DPCM aus Abtast-, Quantisierungs- und Codierungsprozessen. Das DPCM unterscheidet sich jedoch vom PCM, da es die Differenz zwischen der tatsächlichen Stichprobe und dem vorhergesagten Wert quantisiert. Aus diesem Grund wird es als Differential-PCM bezeichnet.
Das DPCM nutzt die gemeinsame Eigenschaft von PCM, bei der der hohe Grad an Korrelation zwischen benachbarten Proben wird verwendet. Diese Korrelation wird erzeugt, wenn das Signal mit einer Rate abgetastet wird, die größer als die Nyquist-Rate ist. Korrelation bedeutet, dass sich das Signal nicht schnell von einer Probe zur nächsten ändert.
Die Codierung von extrem korrelierten Signalen im Standard-PCM-System erzeugt redundante Informationen. Durch Eliminieren der Redundanz kann ein effizienteres Signal erzeugt werden.
- Die Anzahl der in PCM enthaltenen Bits beträgt 4, 8 oder 16 Bits pro Abtastung. Auf der anderen Seite beinhaltet DPCM mehr als ein Bit, aber weniger als die Anzahl der in PCM verwendeten Bits
- Sowohl PCM- als auch DPCM-Techniken leiden unter Quantisierungsfehlern und -verzerrungen, jedoch in unterschiedlichem Ausmaß.
- DPCM benötigt weniger Bandbreite, während PCM mit höherer Bandbreite arbeitet.
- PCM gibt keine Rückmeldung. Im Gegensatz dazu gibt DPCM Feedback.
- PCM besteht aus einer komplexen Notation. Im Gegensatz dazu hat DPCM eine einfache Notation.
- DPCM hat ein durchschnittliches Signal-Rausch-Verhältnis. Im Gegenteil, PCM hat ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis.
- PCM wird in Audio-, Video- und Telefonieanwendungen verwendet. Umgekehrt wird DPCM in Sprach- und Videoanwendungen verwendet.
- Wenn wir über Effizienz sprechen, ist DPCM PCM einen Schritt voraus.
Fazit
Das PCM-Verfahren tastet die analoge Wellenform ab und wandelt sie mit Hilfe eines Analog-Digital-Wandlers direkt in digitalen Code um. Auf der anderen Seite erledigt das DPCM die gleiche Arbeit, verwendet jedoch den Multibit-Differenzwert.
