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Différence entre PCM et DPCM

PCM et DPCM sont les procédures utilisées pour transformer le signal analogique en numérique. Ces méthodes sont différentes car le PCM représente la valeur d'échantillon par des mots de code alors que dans DPCM, les valeurs d'origine et d'échantillon dépendent des échantillons précédents.

La conversion du signal analogique-numérique est bénéfique pour de nombreuses applications car les signaux numériques sont moins sensibles au bruit. Le système de communication numérique offre de meilleures performances, fiabilité, sécurité, efficacité et intégration système. PCM et DPCM sont les techniques de codage de source distinctes, comprenons la différence entre elles avec le tableau de comparaison.

Tableau de comparaison

Base de comparaisonPCMDPCM
Nombre de bits impliqués4, 8 ou 16 bits par échantillon.Plus d'un mais moins que PCM.
Erreur de quantification et distorsionDépend du nombre de niveaux.Une distorsion de surcharge de pente et un bruit de quantification pourraient se présenter.
Bande passante du canal de transmissionNécessite une bande passante élevée.Besoin de moins de bande passante que le PCM.
Retour d'informationNe fournit pas de commentaires.Les commentaires sont fournis.
Complexité de la notationComplexeSimple
Rapport signal sur bruitBienMoyenne
Domaine d'applicationAudio, vidéo et téléphonie.Discours et vidéo.
Bits / échantillon7/84/6
Taux de bits56-6432-48

Définition de PCM

PCM (Pulse Code Modulation) est une stratégie de codage source dans laquelle la séquence de l'impulsion codée est utilisée pour représenter le signal du message avec l'aide de la représentation graphique du signal en temps et en amplitude sous forme discrète. Il implique deux opérations de base: la discrétisation dans le temps et la discrétisation dans l’amplitude. La discrétisation dans le temps est réalisée par échantillonnage et la discrétisation en amplitude est obtenue par quantification. Il comprend également une étape supplémentaire de codage où les amplitudes quantifiées génèrent des modèles d'impulsions simples.

Le processus PCM est divisé en trois parties: premièrement, la transmission à la source, deuxièmement, la régénération sur le chemin de transmission et à la réception.

Les opérations effectuées à la source émettrice -

  • Échantillonnage - L'échantillonnage est un processus de mesure du signal à intervalles égaux, dans lequel le signal du message (bande de base) est échantillonné avec la ligne d'impulsions rectangulaires. Ces impulsions sont extrêmement réduites pour extraire de près le processus d'échantillonnage instantané. La reconstruction précise du signal en bande de base est obtenue lorsque la fréquence d'échantillonnage doit être supérieure à deux fois la composante de fréquence la plus haute appelée fréquence de Nyquist .
  • Quantification - Après échantillonnage, le signal du message subit une quantification qui fournit une représentation discrète à la fois en temps et en amplitude. Dans le processus de quantification, les instances échantillonnées se voient attribuer des valeurs intégrales dans une plage particulière.
  • Codage - Le signal transmis est renforcé contre le brouillage et le bruit du signal quantifié en le traduisant en une forme de signal plus appropriée. Cette traduction est appelée codage.

Opérations effectuées au moment de la régénération le long du chemin de transmission -

Les signaux sont régénérés en plaçant les répéteurs régénératifs sur la voie de transmission. Il effectue des opérations telles que l'égalisation, la prise de décision et la synchronisation.

Opérations effectuées à la réception -

  • Décodage et expansion - Après la régénération, les impulsions de nettoyage du signal sont ensuite combinées dans un mot de code. Ensuite, le mot de code est décodé en un signal PAM (modulation d'amplitude d'impulsion) quantifié. Ces signaux décodés représentent la séquence projetée d'échantillons compressés.
  • Reconstruction - Dans cette opération, le signal d'origine est récupéré à la réception.

Définition de DPCM

La DPCM (Differential Pulse Code Modulation) n’est qu’une variante du PCM. PCM n'est pas efficace car il génère beaucoup de bits et consomme plus de bande passante. Donc, pour surmonter le problème susmentionné, le DPCM a été conçu. Semblable au PCM, le DPCM comprend des processus d'échantillonnage, de quantification et de codage. Mais DPCM diffère du PCM car il quantifie la différence entre l’échantillon réel et la valeur prédite. C’est la raison pour laquelle on l’appelle PCM différentiel.

Le DPCM utilise la propriété commune du PCM dans laquelle le degré élevé de corrélation entre les échantillons adjacents est utilisé. Cette corrélation est générée lorsque le signal est échantillonné à un taux supérieur au taux de Nyquist. La corrélation signifie que le signal ne s'adapte pas rapidement d'un échantillon à l'autre.

En conséquence, la différence entre les échantillons adjacents est constituée d'une puissance moyenne inférieure à la puissance moyenne du signal d'origine.

Le codage du signal extrêmement corrélé dans le système PCM standard produit des informations redondantes. En éliminant la redondance, un signal plus efficace peut être produit.

La valeur future du signal redondant est déduite en analysant le comportement passé du signal. Cette prédiction de la valeur future donne lieu à une technique de quantification différentielle. Lorsque la sortie du quantificateur est codée, la modulation par impulsion par code différentiel est obtenue.

Différences clés entre PCM et DPCM

  1. Le nombre de bits inclus dans le PCM est de 4, 8 ou 16 bits par échantillon. D'autre part, DPCM implique des bits plus d'un, mais moins que le nombre de bits utilisés dans PCM
  2. Les techniques PCM et DPCM présentent des erreurs de quantification et des distorsions, mais dans des proportions différentes.
  3. DPCM nécessite moins de bande passante tandis que PCM fonctionne sur une bande passante plus élevée.
  4. PCM ne fournit aucun retour. En revanche, DPCM fournit des informations en retour.
  5. Le PCM est composé de notation complexe. Par contre, DPCM a une notation simple.
  6. Le DPCM a un rapport signal / bruit moyen. Au contraire, PCM a un meilleur rapport signal sur bruit.
  7. Le PCM est utilisé dans les applications audio, vidéo et de téléphonie. Inversement, le DPCM est utilisé dans les applications vocales et vidéo.
  8. Si nous parlons d’efficacité, DPCM est en avance sur PCM.

Conclusion

La procédure PCM échantillonne et convertit la forme d'onde analogique en code numérique directement à l'aide d'un convertisseur analogique-numérique. Par ailleurs, le DPCM effectue un travail similaire mais utilise une valeur de différence multibit.

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