Kỹ thuật thông tin số - Chương 3 pot

- Chỉång III -
Chỉång 3
K thût säú hoạ v âënh dảng tên hiãûu
Háưu hãút cạc tên hiãûu cáưn truưn qua hãû thäúng truưn tin säú âãưu l tên hiãûu tỉång tỉû. Vç thãú váún
âãư âáưu tiãn cáưn qua tám åí âáy l säú hoạ tên hiãûu tỉång tỉû. Lénh vỉûc säú hoạ tên hiãûu tỉång tỉû
â âỉåüc nghiãn cỉïu mảnh trong vi chủc nàm tråí lải âáy. Sỉû nghiãn cỉïu âọ â tảo ra ráút nhiãưu
kiãøu biãún âäøi khạc nhau v trong mäùi kiãøu lải cọ ráút nhiãưu biãún thãø. Viãûc chn kiãøu củ thãø no
l phủ thüc vo lénh vỉûc ỉïng dủng v cháút lỉåüng truưn dáùn m ta mong mún âảt âỉåüc.
Mäüt trong nhỉỵng phỉång phạp biãún âäøi tên hiãûu tỉång tỉû sang säú phäø biãún hån c s âỉåüc
trçnh ba
ìy k trong chỉång ny l âiãưu chãú xung m PCM (Pulse Code Modulation). PCM cho
cháút lỉåüng âm bo våïi giạ thnh tỉång âäúi. Tỉì PCM cọ nhỉỵng phỉång phạp biãún thãø cng
khạ thäng dủng l PCM delta, âiãưu chãú xung m vi sai DPCM (Differential Pulse Code
Modulation), âiãưu chãú delta DM ( Delta Modulation), DM thêch nghi ADM (Adaptive DM).
Cạc phỉång phạp sau cho täúc âäü tên hiãûu säú tháúp hån so våïi PCM, dáùn âãún sỉí dủng bàng
thäng tiãút kiãûm hån.
Tên hiãûu tỉång tỉû sau khi chuøn sang dảng säú cáưn phi âỉåüc biãøu diãùn dỉåïi mäüt dảng thỉïc
thêch håüp âãø truưn âi. Cạc dảng thỉïc nhỉ váûy gi l m âỉåìng (line code) v cäng viãûc âọ
âỉåüc gi l âënh dảng tên hiãûu säú (digital signal format). Chỉång na
ìy s giåïi thiãûu vãư mäüt säú
loải m âỉåìng thỉåìng gàûp cng våïi cạc âàûc âiãøm ca chụng.
Cọ thãø nọi tiãúng nọi l loải tên hiãûu thäng tin âỉåüc truưn phäø biãún nháút trong mảng viãùn
thäng. Chỉång ny s dnh mäüt pháưn âãø giåïi thiãûu så lỉåüc vãư k thût m họa tiãúng nọi täúc
âäü tháúp nhåì vo cạc bäü m hoạ thoải (voice coder). Quạ trçnh säú hoạ tiãúng nọi lục ny âỉåüc
thỉûc hiãûn dỉûa trãn ngun tàõc chè m hoạ âãø truưn âi cạc täø håüp ám vë l úu täú cå bn cáúu
thnh nãn tiãúng nọi. Bäü gii m cọ thãø tảo lải tiãúng nọi bàòng cạch khäi phủc lải cạc täø håüp ám
vë ny. Táút nhiãn lục ny tiãúng nọi chè â hiãøu chỉï khäng cn giỉỵ âỉåüc âäü phán biãût, tênh
trung thỉûc, ngỉỵ âiãûu ca ngỉåìi nọi nhỉ PCM.
Pháưn cúi chỉång s trçnh by vi nẹt vãư k thût m họa audio cho täúc âäü tháúp nhỉng cháút
lỉåüng cao, dỉûa trãn ngun tàõc m họa bàng con (sub-band coding).

3.1 Láúy máùu
Láúy máùu (sampling) l bỉåïc âáưu tiãn trong quạ trçnh biãún âäøi tên hiãûu tỉång tỉû sang säú theo
k thût PCM. Mủc âêch ca bỉåïc láúy máùu ny l tỉì tên hiãûu tỉång tỉû, ta tảo nãn mäüt dy
xung råìi rảc tưn hon räüng bàòng nhau, biãn âäü xung bàòng våïi giạ trë ca tên hiãûu tỉång tỉû tải
thåìi âiãøm láúy máùu. Dy xung råìi rảc âọ cn âỉåüc gi l tên hiãûu âiãưu chãú biãn âäü xung PAM
(Pulse Amplitude Modulation). Hçnh 3.1 âỉa ra mäüt vê dủ vãư tên hiãûu PAM. Vç âènh ca tên
hiãûu PAM ny bàòng phàóng nãn ta cn gi l tên hiãûu flat-top PAM.
Nãúu tên hiãûu PAM cọ táưn säú â låïn (tỉïc l khong cạch giỉỵa cạc xung cảnh nhau â nh) thç
cọ thãø khäi phủc lải tên hiãûu tỉång tỉû ban âáưu tỉì tên hiãûu PAM.
- 44 -

- Chổồng III -
ởnh lyù lỏỳy mỏựu Shannon õổa ra giồùi haỷn dổồùi cuớa tỏửn sọỳ õoù laỡ hoỷc
mS
f2f
ms
2

,
trong õoù
laỡ tỏửn sọỳ cuớa tờn hióỷu PAM vaỡ laỡ tỏửn sọỳ cổỷc õaỷi cuớa phọứ tờn hióỷu tổồng tổỷ.
S
f
m
f
Trổồỡng hồỹp tờn hióỷu tổồng tổỷ laỡ tờn hióỷu thọng daới coù phọứ tổỡ f
L
õóỳn f
H
thỗ tỏửn sọỳ lỏỳy mỏựu õổồỹc

choỹn nhổ sau:
LsH
f
1n
2
ff
n
2

trong õoù









=
LH
H
ff
f
intn
Vờ duỷ: óứ lỏỳy mỏựu tờn hióỷu thoaỷi tổồng tổỷ coù phọứ tổỡ 0.3 - 3.4 kHz thỗ theo õởnh lyù lỏỳy mỏựu
tờnh õổồỹc n = int(3.4/3.1) = 1. Suy ra f
s
6.8 kHz. Thổỷc tóỳ, CCITT quy õởnh f
s

= 8 kHz.

Hỗnh 3.1 Tờn hióỷu flat-top PAM
3.1.1 Lỏỳy mỏựu tổỷ nhión (natural sampling)
Vióỷc taỷo ra tờn hióỷu PAM coù õốnh bũng phúng nhổ hỗnh 3.1 rỏỳt giọỳng vồùi lỏỳy mỏựu tổỷ nhión,
trong õoù lỏỳy mỏựu tổỷ nhión laỡ quaù trỗnh nhỏn tờn hióỷu tổồng tổỷ vồùi daợy xung lỏỳy mỏựu p
T
(t). Daợy
xung lỏỳy mỏựu p
T
(t) laỡ daợy xung vuọng tuỏửn hoaỡn vồùi chu kyỡ
mSS
f2f,f/1T
=
, õọỹ rọỹng
xung laỡ , chióửu cao xung laỡ h = 1.
Coù thóứ khai trióứn Fourier cho daợy xung lỏỳy mỏựu nhổ sau:
t
T
2
jk
k
T
e
T
k
T
ksin
T
1

)t(p



=





=

Tờn hióỷu lỏỳy mỏựu coù daỷng:
)t(p)t(f)t(f
TS
=

Mỏỷt õọỹ phọứ cuớa tờn hióỷu lỏỳy mỏựu laỡ:
- 45 -

- Chỉång III -
)
2
(
sin
)()(
2
1
)(
T

kF
T
k
T
k
T
PFF
k
S
π
ω
τ
π
τ
π
τ
ωω
π
ω
−=∗=
∑
∞
−∞=

Hçnh 3.2 trçnh by tên hiãûu tỉång tỉû, dy xung láúy máùu, tên hiãûu láúy máùu v phäø ca chụng.
Âiãøm cáưn lỉu trong trỉåìng håüp ny l âènh ca tên hiãûu láúy máùu bạm theo sỉû biãún thiãn ca
tên hiãûu tỉång tỉû. Hçnh 3.2 a, c, e láưn lỉåüt l âäư thë ca tên hiãûu tỉång tỉû, dy xung láúy máùu v
tên hiãûu láúy máùu. Vê dủ tên hiãûu tỉång tỉû l tên hiãûu thäng tháúp våïi phäø cọ dảng nhỉ hçnh 3.2b.
Vç dy xung láúy máùu tưn hon nãn phäø ca dy xung láúy máùu åí hçnh 3.2 d l phäø råìi rảc,
bao gäưm cạc xung Dirac cạch âãưu nhau 1/T. V vç dy xung láúy máùu l dy xung vng tưn

hon nãn âỉåìng bao ca cạc xung Dirac l phäø ca mäüt xung vng âån dảng (sinx)/x. Theo
tênh cháút c
a phẹp biãún âäøi Fourier thç phẹp nhán trong miãưn thåìi gian tỉång âỉång våïi phẹp
cháûp trong miãưn táưn säú nãn phäø ca tên hiãûu láúy máùu cọ âỉåüc bàòng cạch tênh nhỉ trçnh by
trãn âáy v càn cỉï vo âọ, ta cọ âỉåüc âäư thë phäø ca tên hiãûu láúy máùu nhỉ hçnh 3.2 f.
Tỉì hçnh 3.2 f, ta tháúy phäø ca tên hiãûu láúy máùu bao gäưm vä säú phiãn bn phäø ca tên hiãûu
tỉång tỉû nàòm cạch nhau T
/
2π . Nãúu táưn säú láúy máùu khäng tho mn âënh l láúy máùu
Shannon
hồûc
mS
f2f ≥
ms
2
ω
≥ω thç xy ra hiãûn tỉåüng cạc phiãn bn phäø chäưng láún lãn
nhau. Ta gi âáy l hiãûn tỉåüng chäưng phäø hay máûp måì phäø (aliasing).

Hçnh 3.2 Tên hiãûu láúy máùu tỉû nhiãn v phäø
Viãûc thỉûc hiãûn láúy máùu tỉû nhiãn khạ dãù dng, chè cáưn mäüt chuøn mảch hai âáưu vo mäüt âáưu
ra tỉång tỉû (analog bilateral switch) nhỉ chè ra trong hçnh 3.3. Mäüt vê dủ ca loải chuøn
mảch ny l 4016 (cọ sàơn trong pháưn cỉïng ca CMOS).

- 46 -

- Chổồng III -

- 47 -

Chuyóứn maỷch
p
T
(t)
f
s
(t) f(t)
Cloc
k
Hỗnh 3.3 Maỷch taỷo tờn hióỷu PAM lỏỳy mỏựu tổỷ nhión
3.1.2 Lỏỳy mỏựu tổùc thồỡi (instaneous sampling)
Ngoaỡi caùch lỏỳy mỏựu tổỷ nhión, ta coỡn coù thóứ taỷo ra tờn hióỷu flat-top PAM nhổ hỗnh 3.1. Vióỷc
lỏỳy mỏựu kióứu naỡy coỡn õổồỹc goỹi laỡ lỏỳy mỏựu tổùc thồỡi, yù muọỳn noùi giaù trở cuớa tờn hióỷu flat-top
PAM bũng vồùi giaù trở cuớa tờn hióỷu tổồng tổỷ ồớ ngay thồỡi õióứm lỏỳy mỏựu vaỡ giổợ nguyón nhổ vỏỷy
trong suọỳt thồỡi gian bũng õọỹ rọỹng xung lỏỳy mỏựu.
óứ taỷo ra tờn hióỷu flat-top PAM, ta sổớ duỷng bọỹ lỏỳy mỏựu vaỡ giổợ mỏựu (sampler & holder) nhổ
chố ra trong hỗnh 3.4.


R
r

C

rC <<
RC >> T




Hỗnh 3.4 Maỷch lỏỳy mỏựu vaỡ
giổợ mỏựu
Vaỡo thồỡi õióứm lỏỳy mỏựu, khoùa õoùng laỷi. Tuỷ C õổồỹc naỷp rỏỳt nhanh do rC rỏỳt nhoớ. Tuỷ C naỷp õóỳn
õióỷn aùp bũng vồùi giaù trở õióỷn aùp cuớa tờn hióỷu tổồng tổỷ vaỡo. Quaù trỗnh naỡy chờnh laỡ lỏỳy mỏựu. Sau
õoù khoùa mồớ ra. Do RC rỏỳt lồùn nón õióỷn aùp trón tuỷ C gỏửn nhổ khọng thay õọứi. ỏy chờnh laỡ
giai õoaỷn giổợ mỏựu.
Trong thổỷc tóỳ ngổồỡi ta rỏỳt quan tỏm õóỳn kióứu lỏỳy mỏựu tổùc thồỡi. Lyù do laỡ chuùng ta khọng cỏửn
duỡng hỗnh daỷng cuớa xung õóứ chổùa thọng tin truyóửn õi vaỡ dóự taỷo ra daỷng xung chổợ nhỏỷt. Thọng
tin ồớ õỏy chố chổùa trong bión õọỹ cuớa xung ngay taỷi thồỡi õióứm lỏỳy mỏựu. Khi truyóửn tờn hióỷu qua
khoaớng caùch xa, ta cỏửn duỡng caùc bọỹ lỷp (repeater) õóứ loỹc vaỡ khuóỳch õaỷi tờn hióỷu trổồùc khi
truyóửn tióỳp õóỳn bọỹ lỷp kóỳ tióỳp hay bọỹ thu. õỏy, bọỹ lỷp chố cỏửn taùi taỷo xung chổù khọng cỏửn
khuóỳch õaỷi xung (khaùc cồ baớn vồùi thọng tin tổồng tổỷ)
3.1.3 Khọi phuỷc tờn hióỷu ban õỏửu
So saùnh hỗnh daỷng cuớa tờn hióỷu flat-top PAM ồớ hỗnh 3.1 vồùi hỗnh daỷng cuớa tờn hióỷu lỏỳy mỏựu ồớ
hỗnh 3.2 e, ta thỏỳy chuùng khaùc nhau rỏỳt ờt. Do vỏỷy maỡ vióỷc khọi phuỷc tờn hióỷu tổồng tổỷ ban

- Chỉång III -
âáưu tỉì tên hiãûu flat-top PAM hay tên hiãûu láúy máùu ráút giäúng nhau.
Tỉì biãøu thỉïc máût âäü phäø v hçnh v 3.2 ta tháúy: nãúu táưn säú láúy máùu tha âënh l láúy máùu thç tỉì
tên hiãûu PAM, ta cọ thãø khäi phủc âỉåüc tên hiãûu gäúc ban âáưu nhåì mäüt bäü lc thäng tháúp táưn
säú càõt f
m
. Tên hiãûu khäi phủc cng giäúng våïi tên hiãûu ban âáưu nãúu t säú T
/

τ cỉûc nh. Bäü lc
thäng tháúp ny âỉåüc gi l lc khäi phủc (reconstruction filter).
Tỉì âáy, ta cọ thãø tỉû kiãøm tra lải cäng thỉïc lỉûa chn táưn säú láúy máùu trong trỉåìng håüp tên hiãûu
tỉång tỉû l tên hiãûu thäng di thay vç l tên hiãûu thäng tháúp.
Ngỉåüc lải, nãúu táưn säú láúy máùu khäng tha âënh l láúy máùu thç do nh hỉåíng ca hiãûn tỉåüng
chäưng phäø (aliasing), ta khäng thãø khäi phủc tên hiãûu ban âáưu. Váûy âãø chäúng nh hỉåíng ca
chäưng phäø, ta âàût ngay trỉåïc bäü láúy máùu mäüt bäü lc thäng tháúp âãø loải b cạc thnh pháưn táưn
säú låïn hån
. Viãûc loải b ny cọ khi nh hỉåíng âäi chụt âãún cháút lỉåüng tên hiãûu. 2/f
S
3.1.4 Kãút håüp láúy máùu våïi ghẹp kãnh phán chia theo thåìi gian TDM
Nhỉ â trçnh by åí trãn, t säú
ráút nh nghéa l khong cạch giỉỵa hai xung PAM cảnh
nhau ráút låïn. Ngỉåìi ta låüi dủng khong cạch låïn ny âãø ghẹp vo v truưn âi cạc xung PAM
khạc ca cạc tên hiãûu tỉì cạc kãnh khạc. Phỉång phạp ny gi l ghẹp kãnh phán chia theo
thåìi gian TDM (Time Division Multiplexing).
S
T/τ
Âãø minh ha ngun l TDM, ta xẹt vê dủ hçnh 3.5 thỉûc hiãûn ghẹp kãnh phán thåìi gian cho
hai tên hiãûu PAM l f
1
(t) v f
2
(t). Khong cạch giỉỵa hai xung PAM cảnh nhau trong dng tên
hiãûu ghẹp kãnh khäng cn l T nỉỵa m l T/2.

T/2
T
f
1

(t)
f
2
(t)








Hçnh 3.5 Ghẹp kãnh theo thåìi gian cho hai tên hiãûu PAM

Så âäư thỉûc hiãûn ghẹp kãnh theo thåìi gian cho hai tên hiãûu PAM trçnh by trãn hçnh 3.6. Gi
sỉí hai tên hiãûu l tên hiãûu thäng tháúp (low-pass), táưn säú täúi âa l 3 kHz, theo âënh l láúy máùu
thç táưn säú láúy máùu nh nháút l 6 kHz. Âiãưu ny u cáưu täúc âäü täúi thiãøu ca âäưng häư l 12 kHz
cho hãû thäúng ny hoảt âäüng. Ngoi cạch dng chung bäü láúy máùu ta cng cọ thãø sỉí dủng riãng
tỉìng bäü láúy máùu cho mäùi kãnh.
Viãûc truưn tên hiãûu láúy máùu tỉû
nhiãn hay flat-top PAM qua kãnh thäng tin u cáưu mäüt bàng
thäng ráút räüng so våïi tên hiãûu tỉång tỉû ban âáưu vç âäü räüng xung quạ hẻp. Kh nàng chäúng
nhiãùu ca tên hiãûu PAM khäng âỉåüc ci thiãûn máúy so våïi truưn trỉûc tiãúp tên hiãûu tỉång tỉû.
- 48 -

- Chổồng III -
ióửu naỡy dỏựn õóỳn PAM khọng thờch hồỹp cho truyóửn dỏựn qua khoaớng caùch xa. Khi truyóửn õi
xa, phaới chuyóứn õọứi PAM sang daỷng sọỳ. Baỡi tióỳp theo seợ xeùt vỏỳn õóử chuyóứn õọứi tờn hióỷu PAM
sang daỷng sọỳ.
- 49 -

f
1
(
t
)

f
2
(
t
)

Lỏỳy mỏựu
Taỷo xung
Clock
LPF
PAM-
Hỗnh 3.6 Sồ õọử thổỷc hióỷn gheùp kónh theo thồỡi gian cho hai tờn hióỷu PAM
3.2 ióửu chóỳ xung maợ PCM
Kyợ thuỏỷt õióửu chóỳ xung maợ PCM õổồỹc õóử xuỏỳt lỏửn õỏửu tión vaỡo nm 1937 bồới Alec Reeves -
mọỹt kyợ sổ cuớa haợng STC ( bỏy giồỡ laỡ mọỹt bọỹ phỏỷn cuớa Northern Telecom). PCM laỡ mọỹt kyợ
thuỏỷt hióỷu quaớ chuyóứn õọứi tờn hióỷu tổồng tổỷ sang sọỳ, trong õoù caùc xung PAM rồỡi raỷc õổồỹc
chuyóứn õọứi thaỡnh mọỹt tổỡ maợ sọỳ (digital word); õoù laỡ
mọỹt doỡng bit nọỳi tióỳp (serial bit stream).

Tổỡ nhổợng nm 1960, caùc hóỷ thọỳng thọng tin sổớ duỷng PCM ngaỡy caỡng rọỹng raợi vỗ nhổợng ổu
õióứm nọứi bỏỷt sau õỏy:
- Coù thóứ sổớ duỷng caùc maỷch sọỳ khọng õừt lừm trong hóỷ thọỳng.
- Tờn hióỷu PCM xuỏỳt phaùt tổỡ tỏỳt caớ caùc nguọửn tờn hióỷu tổồng tổỷ (audio, video ) coù thóứ kóỳt
hồỹp vồùi tờn hióỷu sọỳ lióỷu (vờ duỷ tổỡ maùy tờnh) vaỡ truyóửn chung qua hóỷ thọỳng truyóửn tin sọỳ tọỳc õọỹ
cao (high-speed digital communication system).
- Khi truyóửn tin qua khoaớng caùch xa, tờn hióỷu PCM coù thóứ õổồỹc khọi phuỷc hoaỡn toaỡn taỷi
mọựi traỷm lỷp trung gian (intermediate repeater station). Aớnh hổồớng cuớa nhióựu khọng bở tờùch
luyợ maỡ chố cỏửn quan tỏm õóỳn nhióựu truyóửn dỏự
n giổợa hai traỷm lỷp caỷnh nhau.
- Coù thóứ giaớm aớnh hổồớng cuớa nhióựu lón tờn hióỷu PCM bũng caùch sổớ duỷng caùc kyợ thuỏỷt maợ
hoaù õỷc bióỷt, coù thóứ sổớa õổồỹc hỏửu hóỳt caùc loaỷi lọựi.
- Coù thóứ giaớm bồùt sổỷ lỷp laỷi khọng cỏửn thióỳt hay coỡn goỹi laỡ õọỹ dổ (redundancy) trong baớn
tin.
- Tờn hióỷu PCM dóự lổu trổợ.
Caùc ổu õióứm trón coù giaù trở vổồỹt trọỹi so vồùi khuyóỳt õióứm chờnh cuớa tờn hióỷu PCM laỡ õoỡi hoới
bng thọng truyóửn dỏựn rọỹng hồn tờn hióỷu tổồng tổỷ tổồng ổùng nhióửu lỏửn.
Ba bổồùc cồ baớn õóứ thổỷc hióỷn PCM gọửm lỏỳy mỏựu (sampling), lổồỹng tổớ hoùa (quantizing) vaỡ maợ
hoùa (encoding) nhổ trỗnh baỡy trón hỗnh 3.7. Lỏ
ỳy mỏựu laỡ bổồùc nhũm taỷo ra tờn hióỷu flat-top
PAM õaợ trỗnh baỡy trong baỡi trổồùc. Baỡi naỡy seợ trỗnh baỡy hai bổồùc sau laỡ lổồỹng tổớ hoùa vaỡ maợ
hoùa.

- Chổồng III -


T.h
PCM

flat- top

PAM
- 50 -

T.h tổồng



Kónh





Bọỹ thu PCM

PCM


tổỷ vaỡo
Bọỹ phaùt PCM
Loỹc thọng
thỏỳp
Lỏỳy mỏựu &
giổợ mỏựu
Lổồỹng tổớ
hoùa M mổùc
Maợ hoù
a
Lỷp khọi
phuỷc

Lỷp khọi
phuỷc
Lỷp khọi
phuỷc
Maỷch taùi
taỷo
Giaới m
a
ợ
Loỹc thọng
thỏỳp
T.h tổồng
tổỷ ra
PAM
lổồỹng tổớ
hoùa
PAM
lổồỹng tổớ
hoùa
Hỗnh 3.7 Hóỷ thọỳng truyóửn dỏựn PCM

3.2.1 Lổồỹng tổớ hoùa
Haỷn chóỳ cuớa hóỷ thọỳng truyóửn tin qua khoaớng caùch xa laỡ sổỷ tờch luyợ nhióựu, khióỳn cho sổỷ suy
giaớm chỏỳt lổồỹng tờn hióỷu gia tng theo khoaớng caùch. Coù thóứ giaớm bồùt aớnh hổồớng naỡy bũng
caùch thổỷc hióỷn lổồỹng tổớ hoùa (quantizing). où laỡ sổỷ xỏỳp xố hoùa caùc giaù trở cuớa caùc mỏựu tổồng tổỷ
bũng caùch sổớ duỷng sọỳ mổùc hổợu haỷn M.
Hoaỷt õọỹng lổồỹng tổớ hoùa õổồỹc minh hoỹa trón hỗnh 3.8. Tờn hióỷu m(t) õổồỹc õổa vaỡo õỏửu vaỡo
cuớa bọỹ lổồỹng tổớ hoaù,
laỡ tờn hióỷu ra cuớa bọỹ lổồỹng tổớ hoùa . )t(m
q

Quan saùt trón hỗnh 3.8, ta thỏỳy
coù daỷng bỏỷc thang bión õọỹ rồỡi raỷc, lỏỳy caùc mổùc bión õọỹ
gỏửn vồùi
m(t) laỡ m
)t(m
q
-2
m
-1
m
0
m
1
m
2
m
3
Ta goỹi caùc mổùc naỡy laỡ mổùc lổồỹng tổớ hoùa. Sọỳ
mổùc naỡy hổợu haỷn
. chuyóứn tổỡ mổùc naỡy sang mổùc kia ồớ taỷi giao õióứm giổợa m(t) vaỡ
õổồỡng chờnh giổợa hai mổùc. Sổỷ khaùc nhau giổợa m(t) vaỡ nhióửu hay ờt tuyỡ thuọỹc vaỡo
khoaớng caùch giổợa hai mổùc caỷnh nhau goỹi laỡ kờch thổồùc bổồùc S (step size). Chỏỳt lổồỹng cuớa tờn
hióỷu khọi phuỷc coù thóứ õổồỹc caới thióỷn nóỳu giaớm kờch thổồùc bổồùc, tuy nhión luùc õoù sọỳ mổùc tng
lón. Sau õỏy laỡ mọỹt sọỳ vờ duỷ vóử sọỳ mổùc trong caùc hóỷ thọỳng thổỷc tóỳ: thoaỷi cọng cọỹng sổớ duỷng
256 mổùc, truyóửn hỗnh maỡu thổồng maỷi sổớ duỷng 512 mổùc.
)t(m
q
)t(m
q

- Chổồng III -

m
-2
m
-1
m
0

S/2
S
m
q
(t)
m
2
m
1
m(t)







Hỗnh 3.8 Minh hoỹa hoaỷt õọỹng lổồỹng tổớ hoùa

Bỏy giồỡ ta xeùt õóỳn khaớ nng haỷn chóỳ sổỷ tờch luyợ nhióựu cuớa tờn hióỷu lổồỹng tổớ hoùa. Giaớ sổớ tờn
hióỷu lổồỹng tổớ hoùa õổồỹc truyóửn õóỳn mọỹt traỷm lỷp, chởu aớnh hổồớng cuớa nhióựu nón bở meùo

(distorsion) nhổ veợ trong hỗnh 3.9 a. Cho tờn hióỷu naỡy õi vaỡo bọỹ lổồỹng tổớ hoùa mọỹt lỏửn nổợa goỹi
laỡ taùi lổồỹng tổớ hoùa (requantizer), õỏửu ra luùc naỡy õổồỹc chố ra trón hỗnh 3.9 b. Quan saùt trón
hỗnh ta thỏỳy roợ raỡng laỡ lọựi chố xuỏỳt hióỷn nóỳu bión õọỹ nhióựu vổồỹt quaù mọỹt nổớa kờch thổồùc bổồùc
vaỡ nhióựu seợ
hoaỡn toaỡn bở loaỷi boớ nóỳu bión õọỹ ồớ dổồùi mọỹt nổớa kờch thổồùc bổồùc. Vỏỷy bũng caùch
tng kờch thổồùc bổồùc ta coù thóứ giaớm bồùt sổỷ tờch luyợ nhióựu. Tuy nhión tng kờch thổồùc bổồùc thỗ
seợ dỏựn õóỳn tng sai khaùc giổợa tờn hióỷu gọỳc vaỡ tờn hióỷu lổồỹng tổớ hoùa. Sai khaùc naỡy goỹi laỡ nhióựu
lổồỹng tổớ hoùa (quantizing noise). Ta coù thóứ tờnh õổồỹc cọng suỏỳt trung bỗnh cuớa nhióựu lổồỹng tổớ
hoùa nhổ sau:
Goỹi sai khaùc giổợa tờn hióỷu gọỳc vaỡ tờn hióỷu lổồỹng tổớ hoùa ồớ mọỹt mổùc naỡo õoù laỡ
. Theo sổỷ phỏn
tờch hoaỷt õọỹng lổồỹng tổớ hoùa ồớ trón, ta ruùt ra õổồỹc daới thay õọứi cuớa


laỡ:
2
/
S2
/
S





Giaớ sổớ phỏn bọỳ õóửu thỗ haỡm mỏỷt õọỹ xaùc suỏỳt seợ laỡ:

=
,0
2/S2/S,S/1
)(f
Vỏỷy cọng suỏỳt trung bỗnh cuớa nhióựu lổồỹng tổớ hoùa laỡ:
12
S
d)(fmP
2
2/S
2/S
2
2
2
q
====



Roợ raỡng laỡ nhióựu lổồỹng tổớ hoùa seợ tng khi kờch thổồùc bổồùc tng vaỡ ngổồỹc laỷi.
3.2.2 Maợ hoùa
Sổỷ kóỳt hồỹp giổợa hoaỷt õọỹng lỏỳy mỏựu vaỡ lổồỹng tổớ hoùa taỷo ra tờn hióỷu PAM lổồỹng tổớ hoùa
(quantized PAM), õoù laỡ daợy xung rồỡi raỷc caùch nhau T
S
vaỡ coù bión õọỹ cuợng rồỡi raỷc hoùa vồùi M
- 51 -

- Chỉång III -
mỉïc biãn âäü. Trỉåïc khi truưn âi, mäùi máùu PAM lỉåüng tỉí họa âỉåüc m họa thnh mäüt tỉì m
säú (digital word) gi l tỉì m PCM (PCM word). Cọ thãø sỉí dủng m Gray hồûc m nhë phán
âãø biãøu diãùn tỉì m PCM. Gi na l säú bit cáưn thiãút âãø m họa mäùi tỉì m PCM. C m Gray
v m nhë phán âãưu l m cå säú 2 nãn phi chn n sao cho:
1MlognMlog
22
+
<
≤

- 52 -








S/2
N
hiãùu låïn
Läùi
S

(a) (b)
Hçnh 3.9 (a) Tên hiãûu lỉåüng tỉí họa våïi nhiãùu cäüng (b) Tên hiãûu sau bäü tại lỉåüng tỉí họa

Trong thỉûc tãú thç bäü lỉåüng tỉí họa v m họa khäng tạch riãng m gäüp chung trong bäü chuøn
âäøi tỉång tỉû - säú ADC.
Cọ ba phỉång phạp thäng dủng âãø chuøn âäøi tỉång tỉû - säú l phỉång phạp âãúm (counting)
hay m họa theo âäü däúc (ramp), phỉång phạp näúi tiãúp (serial) hay xáúp xè liãn tiãúp (successive
approximation) hay cn gi l phn häưi (feedback) v phỉång phạp song song (parallel).
Trong bäü m họa âãúm trãn hçnh 3.10, khi lãûnh m họa (encode command) phạt ra thç bäü láúy
máùu thỉûc hiãûn láúy máùu, mäüt âiãûn ạp däúc (dảng ràng cỉa) âỉåü
c tảo ra vì bäü âãúm nhë phán bàõt
âáưu âãúm. Âiãûn ạp âáưu ra ca bäü tảo ràng cỉa liãn tủc so sạnh våïi âiãûn ạp ca máùu tỉång tỉû.
Khi âiãûn ạp ràng cỉa bàòng våïi âiãûn ạp ca máùu thç lãûnh âc (read command) âiãưu khiãøn âc
ra giạ trë nhë phán ca bäü âãúm, âáy chênh l tỉì m PCM. Lục ny bäü âãúm v bäü tảo ràng cỉa
reset vãư giạ trë 0 v chøn bë cho máùu tiãúp theo. Phỉång phạp ny chè u cáưu êt linh kiãûn
nhỉng täúc âäü m họa bë hản chãú båíi täúc âäü bäü âãúm. IC chuún âäøi A-D hiãûu Intersil ICL
7126 sỉí dủng k thût ny.
Cọ thãø ci tiãún phỉång phạp âãúm bàòng cạch khäng sỉí dủng bäü tảo âiãûn ạp ràng cỉa m thay
bàòng mäüt bäü têch phán chen giỉỵa bäü láúy máùu v so sạnh. Âiãûn ạp ra ca bäü láúy máùu âỉåüc láúy
têch phán, âäü räüng ca xung ra bäü têch phán tè lãû våïi giạ trë âiãûn ạp ca máùu. Ỉu âiãøm ca
phỉång phạp ny l âäü tuún tênh v âäü chênh xạc ráút cao, loải trỉì nhiãùu täút, âån gin v kinh
tãú. Khuút âiãøm chênh l thåìi gian chuøn âäøi A-D di.
Bäü m họa näúi tiãúp trãn hçnh 3.11 hoảt âäüng bàòng cạch so sạnh liãn tiãúp âiãûn ạp ca máùu
tỉång tỉû våïi mäüt loảt cạc âiãûn ạp thỉí (trial voltage). Cạc âiãûn ạp thỉí ny phủ thüc vo kãút

- Chổồng III -
quaớ so saùnh trổồùc õoù laỡ dổồng hay ỏm (tổồng õổồng vồùi õióỷn aùp cuớa mỏựu vaỡo lồùn hồn hay nhoớ
hồn õióỷn aùp thổớ ) õóứ tng lón hay giaớm õi mọỹt giaù trở bổồùc (step). Giaù trở bổồùc õổồỹc choỹn õỏửu
tión lồùn nhỏỳt sau õoù giaớm nhoớ dỏửn bũng mọỹt nổớa bổồùc trổồùc, nhổ vỏỷy quaù trỗnh thổớ seợ nhanh
choùng họỹi tuỷ. ióỷn aùp thổớ õổồỹc taỷo ra tổỡ bọỹ chia õióỷn aùp (voltage divider) vồùi caùc chuyóứn
maỷch on-off (on-off swich) õổồỹc õióửu khióứn bồới mọỹt maỷch logic sọỳ (digital logic circuit). Sau
khi quaù trỗnh thổớ họỹi tuỷ, giaù trở õỷt trón chuyóứn maỷch õổồỹc õoỹc ra chờnh laỡ tổỡ maợ PCM.

- 53 -











T.h
PCM
Reset
Lỏỳy mỏựu & giổợ mỏựu
So saùnh
Taỷo õióỷn aùp dọỳc
Bọỹ õóỳm nhở phỏn
Chuyóứn song
song/nọỳi tióỳp
Stop
óỳm sọỳ
Lóỷnh
õoỹc
Clock
L ợ óỷnh ma
hoùa
T.h

tổồng tổỷ
Hỗnh 3.10 Sồ õọử bọỹ maợ hoùa õóỳm

T.h
PCM
Lỏỳy mỏựu & giổợ mỏựu
So saùnh
Chuyóứn song
song/nọỳi tióỳp
óỳm nhở
p
hỏn
Chia aùp &
chuyóứn maỷch
Logic sọỳ
Lóỷnh
õoỹc
L ợ óỷnh ma
hoùa
T.h
tổồng tổỷ

Hỗnh 3.11 Sồ õọử bọỹ maợ hoùa nọỳi tióỳp

- Chổồng III -
ọỹ chờnh xaùc cuớa phổồng phaùp phuỷ thuọỹc vaỡo õọỹ chờnh xaùc cuớa caùc õióỷn aùp thổớ, tọỳc õọỹ maợ
hoùa bở haỷn chóỳ bồới tọỳc õọỹ cuớa chuyóứn maỷch. Phổồng phaùp naỡy yóu cỏửu nhióửu linh kióỷn hồn
phổồng phaùp õóỳm nhổng chờnh xaùc hồn. IC chuyóỳn õọứi A-D hióỷu National Semiconductor
0804-8bit sổớ duỷng kyợ thuỏỷt naỡy.
óứ giaớm thồỡi gian chuyóứn õọứi A-D, coù thóứ thay mọỹt bọỹ so saùnh trón õỏy bũng nhióửu bọỹ so
saùnh hoaỷt õọỹng song song nhổ trón hỗnh 3.12. Bọỹ maợ hoùa kióứu naỡy goỹi laỡ maợ hoùa song song.

44
(n-1) bọỹ so saùnh
T.h
PCM
Lỏỳy mỏựu &
giổợ mỏựu

Chuyó
ứ
n
song
song
sang
nọỳi
tióỳp
T.h
tổồng tổỷ
L ợ óỷnh ma
hoùa

óỳm nhở
p
hỏn
Lo


gic


sọỳ
1
2
n
-
1
Hỗnh 3.12 Sồ õọử bọỹ maợ hoùa song song
Lóỷnh
õoỹc








Mọựi bọỹ so saùnh õóửu coù õióỷn aùp tham chióỳu (reference) rióng. ỏửu ra cuớa tỏỳt caớ caùc bọỹ so saùnh
õổồỹc õổa õọửng thồỡ
i õóỳn maỷch logic sọỳ õóứ xaùc õởnh tổỡ maợ nhở phỏn ra (chờnh laỡ tổỡ maợ PCM)
tổồng ổùng vồùi mọựi mỏựu tổồng tổỷ vaỡo. Phổồng phaùp naỡy õaỷt õổồỹc tọỳc õọỹ maợ hoùa cao nhỏỳt

nhổng tọỳn nhióửu linh kióỷn nhỏỳt so vồùi hai phổồng phaùp trón, cỏửn sổớ duỷng õóỳn 2
n
- 1 bọỹ so
saùnh. IC chuyóỳn õọứi A-D hióỷu RCA CA 3318-8bit sổớ duỷng kyợ thuỏỷt naỡy.
Tỏỳt caớ caùc IC kóứ trón õóửu cho tổỡ maợ PCM ra ồớ daỷng song song. óứ truyóửn õi trón kónh thọng
tin cỏửn phaới chuyóứn õọứi sang nọỳi tióỳp. ióửu naỡy õổồỹc thổỷc hióỷn nhồỡ IC chuyóứn õọứi song song -
nọỳi tióỳp goỹi laỡ chip SIO (Serial-Input-Output). Chip SIO gọửm mọỹt thanh ghi dởch chổùa dổợ lióỷu
song song (thổồỡng 8 hay 16 õổồỡng vaỡo). Dổợ lióỷu õổồỹc dởch ra ồớ ọ cuọỳi cuỡng cuớa thanh ghi
tổỡng bit mọỹt (bit-by-bit), ra theo mọỹt õổồỡng ra õồn õóứ taỷo ra dổợ lióỷu nọỳi tióỳp. Caùc chip SIO
thổồỡng hoaỷt õọỹng ồớ chóỳ õọỹ song cọng (full-duplex) nón mọựi chip coù hai thanh ghi, mọựi thanh
ghi cho mọỹt hổồùng: mọỹt thanh ghi chuyóứn õọứ
i nọỳi tióỳp - song song cho hổồùng maợ hoaù PCM,
mọỹt thanh ghi chuyóứn õọứi song song - nọỳi tióỳp cho hổồùng giaới maợ PCM. Coù ba loaỷi chip SIO
laỡ: bọỹ thu phaùt khọng õọửng bọỹ vaỷn nng UART (Universal Asynchronous Receiver
Transmitter), bọỹ thu phaùt õọửng bọỹ vaỷn nng USRT (Universal Synchronous Receiver
Transmitter), bọỹ thu phaùt õọửng bọỹ - khọng õọửng bọỹ vaỷn nng USART (Universal
Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter). UART thu phaùt dổợ lióỷu nọỳi tióỳp khọng
õọửng bọỹ, USRT thu phaùt dổợ lióỷu nọỳi tióỳp õọửng bọỹ, USART kóỳt hồỹp UART vaỡ USRT vaỡo
trong cuỡng mọỹt chip.
õỏửu thu, tờn hióỷu PCM õổồỹc giaới maợ trồớ laỷi thaỡnh tờn hióỷu tổồng tổỷ nhồỡ bọỹ chuyóứn õọứi sọỳ -
tổồng tổỷ DAC. Trổồùc hóỳt, tờn hióỷu PCM õổồỹc chuyóứn õọứi sang daỷng song song sổớ duỷng caùc
- 54 -

- Chổồng III -
chip SIO nhổ õaợ noùi ồớ trón. Mọựi tổỡ maợ song song õổồỹc chuyóứn õọứi thaỡnh mọỹt giaù trở cuớa mỏựu
tổồng tổỷ xỏỳp xố vồùi bón phaùt nhồỡ mọỹt bọỹ giaới maợ. Daỷng tờn hióỷu õỏửu ra cuớa bọỹ giaới maợ chờnh laỡ
PAM lổồỹng tổớ hoùa. Tờn hióỷu PAM naỡy õổồỹc laỡm mởn nhồỡ mọỹt bọỹ loỹc thọng thỏỳp khọi phuỷc
(low-pass reconstruction filter) hay coỡn goỹi laỡ bọỹ loỹc laỡm mởn (smoothing filter) õóứ taỷo laỷi tờn
hióỷu tổồng tổỷ (xem hỗnh 3.7 phỏửn bọỹ thu PCM).
3.3 Mọỹt sọỳ õỷc õióứm cuớa tờn hióỷu PCM

3.3.1 Bng thọng cuớa tờn hióỷu PCM
Goỹi R laỡ sọỳ bit truyóửn õi trong mọỹt giỏy cuớa tờn hióỷu PCM. R hay õổồỹc goỹi laỡ tọỳc õọỹ bit (õồn
vở tờnh laỡ bit/s hay bps). Goỹi
n laỡ sọỳ bit cuớa mọỹt tổỡ maợ PCM; f
s
laỡ tỏửn sọỳ lỏỳy mỏựu (chờnh laỡ sọỳ
mỏựu trong mọỹt giỏy). Coù thóứ dóự daỡng tờnh õổồỹc R tổỡ
n vaỡ f
S
nhổ sau:
S
nfR
=

Vờ duỷ õọỳi vồùi thoaỷi cọng cọỹng thỗ
n = 8, f
S
= 8kHz, do õoù R = 64 kbps.
Giổợa õọỹ rọỹng bng thọng vaỡ tọỳc õọỹ bit coù mọỹt mọỳi quan hóỷ. Bỏy giồỡ ta seợ tỗm mọỳi quan hóỷ
naỡy. Hỗnh 3.13 minh hoỹa tọỳc õọỹ bit tọỳi õa cuớa tờn hióỷu PCM trong hai trổồỡng hồỹp thọng duỷng.
où laỡ trổồỡng hồỹp ồớ hỗnh 3.13 a vaỡ hỗnh 3.13 b. hỗnh 3.13 a, sổớ duỷng troỹn mọỹt ọ bit laỡ T
b
õóứ
bióứu dióựn mọỹt bit, hỗnh 3.13 b chố sổớ duỷng mọỹt nổớa ọ bit õóứ bióứu dióựn mọỹt bit, nổớa coỡn laỷi trồớ
vóử giaù trở tham chióỳu.
Ta nhỏỷn thỏỳy ồớ hỗnh 3.13 a, mọỹt bit tổồng õổồng vồùi mọỹt lỏửn tờn hióỷu thay õọứi mổùc trong khi
ồớ hỗnh 3.13 b thỗ mọỹt bit tổồng õổồng vồùi hai lỏửn thay õọứi mổùc. Ta bióứu dióựn sổỷ thay õọứi mổùc
bũng tờn hióỷu sin. Tổỡ õỏy thỏỳy rũng ồớ hỗnh 3.13 a, ta coù thóứ truyóửn õi tọỳc õọỹ bit laỡ 2 bps trón
Hz, ồớ hỗnh 3.13 b thỗ tọỳc õọỹ naỡy chố laỡ 1 bps trón Hz. Ta goỹi sọỳ bit truyóửn trong mọỹt giỏy
trong mọỹt Hz laỡ hióỷu quaớ sổớ duỷng bng thọng (bandwidth efficiency).

T
b
T
b
(
b
)

(
a
)





Hỗnh 3.13 Tọỳc õọỹ bit tọỳi õa cuớa tờn hióỷu PCM

Qua phỏn tờch ồớ trón ta ruùt ra bng thọng tọỳi thióứu cuớa tờn hióỷu PCM phaới laỡ:
SPCM
nf
2
1
R
2
1
B =
(trổồỡng hồỹp hỗnh 3.13 a)
SPCM

nfRB
=
(trổồỡng hồỹp hỗnh 3.13 b)
Ta õaợ bióỳt õóứ traùnh chọửng phọứ thỗ tỏửn sọỳ lỏỳy mỏựu phaới laỡ
vồùi B laỡ bng thọng cuớa B2f
S

- 55 -

- Chổồng III -
tờn hióỷu tổồng tổỷ tổồng ổùng (giaớ thióỳt tờn hióỷu coù bng thọng hổợu haỷn).Vỏỷy bng thọng cuớa tờn
hióỷu PCM laỡ:
nBB
PCM
(trổồỡng hồỹp hỗnh 3.13 a)
nB2B
PCM
(trổồỡng hồỹp hỗnh 3.13 b)
Vỏỷy bng thọng cuớa tờn hióỷu PCM lồùn hồn bng thọng cuớa tờn hióỷu tổồng tổỷ tổồng ổùng. ỏy
laỡ khuyóỳt õióứm chờnh cuớa hóỷ thọỳng truyóửn tin sổớ duỷng PCM.
Baớng 3.1 õổa ra quan hóỷ giổợa sọỳ mổùc lổồỹng tổớ hoùa M, õọỹ daỡi tổỡ maợ PCM n vaỡ bng thọng
cuớa tờn hióỷu PCM tờnh theo bng thọng cuớa tờn hióỷu tổồng tổỷ tổồng ổùng.
Vờ duỷ: õọỳi vồùi tờn hióỷu thoaỷi, CCITT quy õởnh tỏửn sọỳ lỏỳy mỏựu laỡ 8 kHz vaỡ õọỹ daỡi tổỡ maợ laỡ 8
bit. Vỏỷy tọỳc õọỹ cuớa tờn hióỷu thoaỷi sọỳ laỡ 64 kbps. Do õoù, bng thọng tọỳi thióứu cuớa tờn hióỷu thoaỷi
sọỳ laỡ 32 kHz, lồùn gỏỳp 8 lỏửn so vồùi bng thọng cuớa tờn hióỷu thoaỷi tổồng tổỷ laỡ 4 kHz.
3.3.2 Aớnh hổồớng cuớa nhióựu lón tờn hióỷu PCM
Tờn hióỷu tổồng tổỷ khọi phuỷc taỷi õỏửu thu cuớa hóỷ thọỳng PCM chởu aớnh hổồớng cuớa nhióựu nón bở
meùo. Coù hai loaỷi nhióựu chờnh aớnh hổồớng lón tờn hióỷu PCM laỡ:
- Nhióựu lổồỹng tổớ hoùa gỏy bồới bọỹ lổồỹng tổớ hoùa M mổùc ồớ bón maợ hoùa PCM

- Lọựi bit (bit error) ồớ tờn hióỷu PCM khọi phuỷc gỏy bồới nhióựu kónh truyóửn (channel noise).
Giaớ sổớ tờn hióỷu tổồng tổỷ vaỡo coù PDF õọửng õóửu trong daới tổỡ -V õóỳn +V, tờn hióỷu PCM õổồỹc
õióửu chóỳ kióứu FSK rọửi truyóửn qua mọỹt hóỷ thọỳng sọỳ coù tyớ lóỷ lọựi bit laỡ P
e
, sọỳ mổùc lổồỹng tổớ hoùa
õóửu laỡ M, ngổồỡi ta õaợ chổùng minh õổồỹc:
Tyớ sọỳ cọng suỏỳt õốnh cuớa tờn hióỷu khọi phuỷc (recovered peak signal power) trón cọng suỏỳt
trung bỗnh cuớa nhióựu (average noise power) laỡ:
()
e
2
2
outpk
P)1M(41
M3
N/S
+
=

Nóỳu tờn hióỷu vaỡo õaỷt mổùc tọỳi õa thỗỡ tyớ sọỳ cọng suỏỳt trung bỗnh cuớa tờn hióỷu trón cọng suỏỳt
trung bỗnh cuớa nhióựu laỡ:
()
e
2
2
outpk
out
P)1M(41
M
)N/S(

3
1
N/S
+
==

Trong caùc hóỷ thọỳng thổỷc tóỳ, P
e
nhoớ khọng õaùng kóứ nhồỡ quaù trỗnh maợ hoùa kónh coù thóứ sổớa
õổồỹc hỏửu hóỳt lọựi bit. Giaớ sổớ khọng coù lọựi bit thỗ tyớ sọỳ S/N õốnh vaỡ S/N trung bỗnh chố phuỷ
thuọỹc vaỡo nhióựu lổồỹng tổớ hoùa:
()
(
)
2
out
2
outpk
MN/S,M3N/S == .
Giaù trở cuớa caùc tyớ sọỳ S/N naỡy tờnh bũng dB cho trong baớng 3.1.
- 56 -

- Chỉång III -
- 57 -
Tỉì quan âiãøm thỉûc tiãùn, nhiãùu lỉåüng tỉí họa åí âáưu ra bäü gii m PCM cọ thãø phán thnh bäún
loải phủ thüc vo âiãưu kiãûn hoảt âäüng. Bäún loải âọ l nhiãùu quạ ti (overload noise), nhiãùu
ngáùu nhiãn (random noise), nhiãùu hảt (granular noise) v nhiãùu rung (hunting noise).
Nhiãùu quạ ti xút hiãûn khi âiãûn ạp âènh ca tên hiãûu tỉång tỉû vỉåüt quạ giạ trë âiãûn ạp âènh
thiãút kãú. Lục ny, tên hiãûu khäi phủc åí âáưu thu s cọ âènh bàòng phàóng gáưn våïi giạ trë âènh
thiãút kãú. Cạc âènh phàóng ny lm cho tên hiãûu khäi phủc bë mẹo, tảo ra cạc thnh pháưn hi

khäng mong mún. Vê dủ mẹo nghe âỉåüc trong hãû thäúng âiãûn thoải PCM khi cọ cạc mỉïc
âiãûn ạp cao xút hiãûn nhỉ ám quay säú, báûn, tên hiãûu nháúc mạy.
Nhiãùu ngáùu nhiãn tảo ra båíi läùi lỉåüng tỉí họa thay âäøi ngáùu nhiãn. Nãúu âiãûn ạp tên hiãûu tỉång
tỉû vo khäng â låïn thç t säú S/N s bë gim. Nhiãùu ngáùu nhiãn nghe nhỉ mäüt tiãúng rêt.
Nhiãùu hảt xút hiãûn khi âiãûn ạp ca tên hiãûu tỉång tỉû gim tỉång âäúi nh so våïi giạ trë thiãút
kãú, lm cho tên hiãûu lỉåüng tỉí họa gáưn nhỉ bàòng phàóng åí mỉïc 0. Nhiãùu hảt nghe nhỉ tiãúng lảo
xảo. Cọ thãø gim nhiãùu hảt bàòng cạch tàng säú mỉïc lỉåüng tỉí họa, nghéa l tàng täúc âäü bit ca
tên hiãûu PCM hồûc l sỉí dủng lỉåüng tỉí họa khäng âãưu s trçnh by trong mủc sau.

Säú mỉïc lỉåüng tỉí Chiãưu di tỉì m PCM Bàng thäng ca tên hiãûu PCM
(S/N)
pk out
(S/N)
out
2
1 2B 10.8
6.0
4
2 4B 16.8
12.0
8
3 6B 22.8
18.1
16
4 8B 28.9
24.1
32
5 10B 34.9
30.1
64

6 12B 40.9
36.1
128
7 14B 46.9
42.1
256
8 16B 52.9
48.2
512
9 18B 59.0
54.2
1024
10 20B 65.0
60.2
2048
11 22B 71.0
66.2
4096
12 24B 77.0
72.2
8192
13 26B 83.0
78.3
16384
14 28B 89.1
84.3
32768
15 30B 95.1
90.3
65536

16 32B 101.1
96.3
Bng 3.1 ( B l bàng thäng ca tên hiãûu tỉång tỉû vo bäü lỉåüng tỉí họa)

- Chổồng III -
Nhióựu rung xuỏỳt hióỷn khi õióỷn aùp cuớa tờn hióỷu tổồng tổỷ gỏửn nhổ laỡ mọỹt hũng sọỳ nũm giổợa hai
mổùc lổồỹng tổớ hoùa caỷnh nhau, gỏy ra mọỹt tờn hióỷu sin khọng mong muọỳn ồớ tỏửn sọỳ bũng mọỹt
nổớa tỏửn sọỳ lỏỳy mỏựu ồớ õỏửu ra cuớa hóỷ thọỳng PCM.
Giaớ sổớ
ta coù thóứ vióỳt laỷi caùc tyớ sọỳ S/N tờnh bũng dB nhổ sau:
n
2M =

+
=
n02,6)N/S(
dB

ồớ õỏy n laỡ sọỳ bit trong tổỡ maợ PCM,

= 4,77 õọỳi vồùi S/N õốnh vaỡ

= 0 õọỳi vồùi S/N trung
bỗnh. Tổỡ õỏy ta thỏỳy cổù tng thóm 1 bit trong tổỡ maợ PCM thỗ S/N seợ tng õổồỹc 6.02 dB.
Thổỷc tóỳ thỗ tờn hióỷu vaỡo khọng õaỷt mổùc tọỳi õa. Giaù trở

chờnh xaùc õổồỹc chổùng minh laỡ:
)x/Vlg(2077.4
rms

=


ồớ õỏy V laỡ giaù trở õốnh cuớa bọỹ lổồỹng tổớ hoùa vaỡ x
rms
laỡ giaù trở hióỷu duỷng cuớa tờn hióỷu vaỡo. Nhỏỷn
xeùt rũng
laỡ mọỹt haỡm theo mổùc tờn hióỷu vaỡo. Do õoù tyớ sọỳ (S/N) khọng õọửng õóửu.
3.4 Lổồỹng tổớ hoùa vaỡ maợ hoùa khọng õóửu
Tổỡ cọng thổùc tờnh ta thỏỳy cọng suỏỳt trung bỗnh cuớa nhióựu lổồỹng tổớ hoùa phuỷ thuọỹc vaỡo kờch
thổồùc bổồùc S. Nóỳu kờch thổồùc bổồùc khọng thay õọứi thỗ tyớ sọỳ S/N seợ nhoớ õọỳi vồùi tờn hióỷu coù
bión õọỹ nhoớ vaỡ lồùn õọỳi vồùi tờn hióỷu coù bión õọỹỹ lồùn. óứ õaỷt õổồỹc tyớ sọỳ S/N õọửng õóửu maỡ khọng
laỡm tng sọỳ mổùc lổồỹng tổớ hoùa thỗ tióỳn haỡnh lổồỹng tổớ hoùa khọng õọửng õóửu (nouniform
quantizing) vồùi kờch thổồùc bổồùc lổồỹng tổớ hoùa thay õọứi: kờch thổồùc bổồùc nhoớ õọỳi vồùi tờn hióỷu
coù bión õọỹ nhoớ vaỡ ngổồỹc laỷi. Sổỷ thay õọứi kờch thổồùc bổồùc rỏỳt hổợu hióỷu õọỳi vồùi tờn hióỷu thoaỷi,
laỡ tờn hióỷu coù 50% thồỡi gian tọửn taỷ
i vồùi bión õọỹ nhoớ chố bũng 1/4 giaù trở hióỷu duỷng. Hỗnh
3.14a laỡ mọỹt vờ duỷ vóử thay õọứi kờch thổồùc bổồùc .
q
P
óứ thổỷc hióỷn lổồỹng tổớ hoùa khọng õóửu, trổồùc hóỳt cho tờn hióỷu tổồng tổỷ õi qua mọỹt bọỹ khuóỳch
õaỷi neùn phi tuyóỳn goỹi laỡ bọỹ neùn (compressor), rọửi vaỡo bọỹỹ maợ hoùa PCM sổớ duỷng lổồỹng tổớ hoùa
õóửu. Goỹi tờn hióỷu vaỡo bọỹ neùn laỡ
s
1
(t), tờn hióỷu ra bọỹ neùn laỡ s
2
(t), quan hóỷ giổợa s
1
(t) vaỡ s

2
(t)
õổồỹc Smith tỗm ra vaỡo nm 1957 nhổ sau:
)1ln(
))t(s1ln(
)t(s
1
2
à+
à+
=

ồớ õỏy giaù trở õốnh cuớa s
1
(t) vaỡ s
2
(t) laỡ 1

,
à
laỡ hũng sọỳ dổồng. Phổồng phaùp neùn nhổ thóỳ naỡy
goỹi laỡ neùn luỏỷt
(à -law). Maỷng õióỷn thoaỷi ồớ mọỹt sọỳ nổồùc nhổ Hoa Kyỡ, Canada, Nhỏỷt sổớ
duỷng neùn luỏỷt
à vồùi = 255.
à
à
Mọỹt luỏỷt neùn khaùc goỹi laỡ luỏỷt A (A-law), sổớ duỷng chuớ yóỳu ồớ chỏu u, do Cattermole tỗm ra
nm 1969:
- 58 -

- Chổồng III -







<
+
+

+
=
1)t(s
A
1
,
Aln1
))t(sAln(1
A
1
)t(s0,
Aln1
)t(sA
)t(s
1
1
1

1
2

Hỗnh 3.14 b veợ õỷc tuyóỳn neùn luỏỷt A. Giaù trở A õióứn hỗnh laỡ A = 87,6.
Vồùi A = 87.6, Dunlop vaỡ Smith õaợ chổùng minh rũng: so vồùi lổồỹng tổớ hoùa õóửu thỗ tyớ sọỳ (S/N)
tng õổồỹc 24 dB khi A/1x < vaỡ tng 38 dB khi A/1x > . Vồùi luỏỷt , tyớ sọỳ (S/N) tng
hồn mọỹt chuùt so vồùi luỏỷt A.
à
Caớ luỏỷt neùn A vaỡ õóửu coù quan hóỷ vaỡo-ra laỡ quan hóỷ loga. Do vỏỷy, õỷc tuyóỳn neùn luỏỷt A vaỡ
õóửu coù daỷng gỏửn giọỳng nhau. où laỡ õỷc tuyóỳn daỷng loga.
à
à
- 59 -

(a)
Vaỡo
Khọn
g
õóửu
óửu
- 1.0
-1.0
1.0
1.0 0
A=87.6
A=1
A=5
(b)
Ra
Hỗnh 3.14 ỷc tuyóỳn neùn - giaợn
(a) ỷc tuyóỳn lổồỹng tổớ hoùa M=8 (b) c tuyóỳn luỏỷt A

- Chỉång III -
Ngỉåüc våïi quạ trçnh nẹn bãn phạt, bãn thu thỉûc hiãûn quạ trçnh gii nẹn hay cn gi l gin
nhåì bäü gin (expandor). Âàûc tuún gin l âo ngỉåüc ca âàûc tuún nẹn. Nhỉ váûy, âàûc tuún
gin l âàûc tuún âäúi loga.
Sỉû kãút håüp giỉỵa bäü nẹn v bäü gin gi chung l bäü nẹn - gin (compandor).
Âãø quạ trçnh nẹn - gin khäng lm nh hỉåíng âãún cháút lỉåüng ca tên hiãûu khäi phủc thç âáy
phi l mäüt quạ trçnh tuún tênh, nghéa l täøng hai âàûc tuún nẹn v gin phi l mäüt âỉåìng
thàóng. Âiãưu ny âỉåüc thỉûc hiãûn trong thỉûc tãú bàòng cạch xáúp xè tuún tênh họa tỉìng âoản. C
hai lût A v âãưu ạp dủng phỉång phạp ny. µ
ÅÍ âáy ta xẹt lût A, âàûc tuún nẹn lût A âỉåüc xáúp xè họa bàòng mäüt âỉåìng gáúp khục 13 âoản

(segment) nhỉ trãn hçnh 3.15: cọ sạu âoản cho pháưn dỉång tỉì
18
/
2 +→
+
, sạu âoản cho
pháưn ám hon ton âäúi xỉïng tỉì 18
/
2
−
→− v mäüt âoản åí giỉỵa tỉì 8
/
28
/
2 +→
−
.
ITU âỉa ra chøn m họa G.711 âãø m họa tên hiãûu thoải, säú mỉïc lỉåüng tỉí họa sỉí dủng l M
= 256, âäü di tỉì m PCM l n = 8, trong âọ cọ mäüt bit âáưu tiãn trng säú cao nháút l bit dáúu
v 7 bit cn lải chè giạ trë tuût âäúi. Quy ỉåïc bit dáúu l 0 âãø chè giạ trë + ca máùu tên hiãûu v
l 1 âãø chè giạ trë - ca máùu tên hiãûu. Trong 7 bit chè giạ trë tuût âäúi thç 3 bit âáưu tảo thnh tỉì
m chè âoản (cọ 8 âoản cho mäùi pháưn + hay -), 4 bit cúi cng tảo thnh tỉì m chè bỉåïc
lỉåüng tỉí họa (cọ 16 bỉåïc lỉåüng tỉí họa trong mäùi âoản).
Bng 3.2 nãu củ thãø vãư váún âãư n
y våïi lût nẹn chn trçnh by åí âáy l lût A = 87.6.

- 60 -

1.0 1/2 1/4 1/8 1/16
1/8
8
6
7
5
4
3
2
1
7/8
6/8
5/8
1.0
4/8
3/8
2/8
0
Hçnh 3.15 Âàûc tuún xáúp xè tuún tênh họa lût A- 13 âoản (gọc 1/4 thỉï nháút)
Tỉì bng 3.2, ta tháúy âäü di tỉì m thoải PCM khi lỉåüng tỉí họa âãưu l 13 bit â âỉåüc nẹn
xúng cn 8 bit khi lỉåüng tỉí họa khäng âãưu.
Thỉûc tãú cọ hai thût toạn thỉûc hiãûn m họa khäng âãưu. Ta xẹt hai thût toạn ny våïi lût A =
87.6. Gi 3 bit âoản l a, 4 bit bỉåïc lỉåüng tỉí l b, x l giạ trë lỉåüng tỉí họa âãưu ca máùu råìi
rảc.

a- Thût toạn 1:

- Chổồng III -
Maợ hoùa:
- Xaùc õởnh bit dỏỳu: laỡ 0 khi x dổồng vaỡ laỡ 1 khi x ỏm.
- Xaùc õởnh a: a nhoớ nhỏỳt thoớa
)7a0(2.32x
a


<


Daới bión õọỹ vaỡo Kờch thổồùc bổồùc Maợ õoaỷn Maợ bổồùc lổồỹng tổớ hoùa Sọỳ thổù tổỷ tổỡ maợ Bión õọỹ ra bọỹ giaới maợ
0-1
2-3

30-31
2 000 0000
0001

1111
0
1

15
1
3

31

32-33

62-63
2 001 0000

1111
16

31
33

63
64-67

124-127
4 010 0000

1111
32

47
66

126
128-135

248-255
8 011 0000

1111

48

63
132

252
256-271

496-511
16 100 0000

1111
64

79
264

504
512-543

992-1023
32 101 0000

1111
80

95
528

1008

1024-1087

1984-2043
64 110 0000

1111
96

111
1056

2016
2048-2176

3968-4095
128 111 0000

1111
112

127
2112

4032
Baớng 3.2
- Xaùc õởnh b: b nhoớ nhỏỳt thoớa
)15b0(
0a),1b(2
0a),1b(2
r

a




+
=+
<
õỏy





=
=
0a,2.16x
0a,x
r
a
- 61 -

- Chổồng III -
Giaới maợ:
Giaù trở tuyóỷt õọỳi cuớa mỏựu khọi phuỷc ồớ õỏửu ra cuớa bọỹ giaới maợ laỡ:



+
=+

=
0a),2/33b(2
0a,1b2
y
a
.
Bit dỏỳu phaới õổồỹc giổợ nguyón khọng thay õọứi.
Vờ duỷ: Mọỹt mỏựu lổồỹng tổớ hoùa coù giaù trở laỡ +121. Ta xaùc õởnh õổồỹc bit dỏỳu laỡ 0, a = 2, r = 57,
b = 14. Vỏỷy tổỡ maợ PCM 8 bit laỡ: 0010 1110. Nóỳu truyóửn tổỡ maợ naỡy õi thỗ bón giaới maợ seợ khọi
phuỷc õổồỹc giaù trở tuyóỷt õọỳi laỡ: 2
2
(14+33/2) = 122.
b- Thuỏỷt toaùn 2:
Maợ hoùa:
Ta thổỷc hióỷn maợ hoùa õóửu thọng thổồỡng, õổồỹc tổỡ maợ 13 bit. Sau õoù thổỷc hióỷn neùn sọỳ 13 bit
xuọỳng coỡn 8 bit. Thổỷc sổỷ ta neùn sọỳ 12 bit xuọỳng coỡn 7 bit vỗ bit cao nhỏỳt laỡ bit dỏỳu phaới õổồỹc
giổợ nguyón. Baớng 3.3 trỗnh baỡy thuỏỷt toaùn neùn.
Baớng 3.3 (x laỡ bit bỏỳt kyỡ)
- 62 -

1 abcdxxxxxxx1 1 1 a bcd
0 1abcdxxxxxx1 1 0 a bcd
0 01abcdxxxxx1 0 1 a bcd
0 001abcdxxxx1 0 0 a bcd
0 0001abcdxxx0 1 1 a bcd
0 00001abcdxx0 1 0 a bcd
0 000001abcdx0 0 1 a bcd
0 000000abcdx0 0 0 a bcd
Baớng 3.4

1 11abcd1abcd1 0 0 0 000
1 10abcd01abcd 1 0 0 000
1 01abcd001abc d 1 0 000
1 00abcd0001ab c d 1 000
0 11abcd00001a b c d 100
0 10abcd000001 a b c d10
0 01abcd000000 1 a b cd1
0 00abcd000000 0 a b cd1
7 bi
t
12 bi
t
12 bit
7 bi
t

- Chổồng III -
Giaới maợ:
Ta thổỷc hióỷn giaới maợ õóửu thọng thổồỡng, õổồỹc tổỡ maợ 8 bit. Sau õoù thổỷc hióỷn giaợn sọỳ 8 bit
thaỡnh 13 bit. Thổỷc sổỷ ta giaợn sọỳ 7 bit thaỡnh 12 bit vỗ bit cao nhỏỳt laỡ bit dỏỳu phaới õổồỹc giổợ
nguyón. Baớng 3.4 trỗnh baỡy thuỏỷt toaùn giaợn.
Ta coù thóứ laỡm laỷi vờ duỷ trón vaỡ seợ thỏỳy kóỳt quaớ tổồng tổỷ.
3.5 Caùc kyợ thuỏỷt sọỳ hoùa giaớm bng thọng
Bng thọng (bandwidth) laỡ mọỹt taỡi nguyón thọng tin quyù giaù vaỡ coù haỷn. Tỏỳt caớ caùc õổồỡng
truyóửn vỏỷt lyù (dỏy xoừn õọi, caùp õọửng truỷc, caùp sồỹi quang, vi ba ) õóửu chố cho truyóửn tờn hióỷu
qua trong mọỹt daới hổợu haỷn cuớa tỏửn sọỳ. Vỗ vỏỷy cỏửn phaới coù bióỷn phaùp sổớ duỷng bng thọng hióỷu
quaớ, nghộa laỡ laỡm sao truyóửn õổồỹc nhióửu kónh thọng tin nhỏỳt vồùi mọỹt bng thọng sụn coù. ióửu
naỡy tổồng õổồng vồùi tỗm phổồng phaùp giaớm bng thọng cuớa tờn hióỷu truyóửn trón kónh.
Nhổ õaợ phỏn tờch, ta thỏỳy: trong mọỹt hóỷ thọỳng PCM thọng thổồỡng, caùc mỏựu rồỡi raỷc cuớa tờn
hióỷu vaỡo õổồỹc maợ hoùa mọỹt caùch õọỹc lỏỷp vồùi nhau. Vỏỷy, hóỷ thọỳng PCM thọng thổồỡng coù khaớ

nng maợ hoùa nhổợng tờn hióỷu bỏỳt kyỡ coù phọứ khọng vổồỹt quaù mọỹt nổớa tỏửn sọỳ lỏỳy mỏựu. Song
trong thổỷc tóỳ, caùc tờn hióỷu thọng tin nhổ tióỳng noùi, hỗnh aớnh, ỏm thanh coù sổỷ tổồng quan
(correlation) õaùng kóứ giổợa caùc mỏựu caỷnh nhau. Sổỷ tổồng quan naỡy laỡm cho tờn hióỷu coù õọỹ dổ
(redundancy). óứ tióỳ
t kióỷm bng thọng truyóửn dỏựn, coù thóứ thổỷc hióỷn caùc kyợ thuỏỷt sọỳ hoùa khaùc
hióỷu quaớ hồn PCM. Caùc kyợ thuỏỷt naỡy quan tỏm õóỳn sổỷ tổồng quan cuớa tờn hióỷu, sổớ duỷng õọỹ dổ
õóứ laỡm giaớm tọỳc õọỹ bit, tổùc laỡ giaớm bng thọng.
Baỡi naỡy trỗnh baỡy mọỹt sọỳ kyợ thuỏỷt giaớm bng thọng cuớa tờn hióỷu, bao gọửm: PCM delta, PCM
vi sai DPCM (Differential PCM) , DPCM thờch nghi (Adaptive DPCM), õióửu chóỳ delta DM
(Delta Modulation) vaỡ õióửu chóỳ delta thờch nghi ADM (Adaptive DM).
3.5.1 Kyợ thuỏỷt PCM delta
PCM delta laỡ mọỹt kyợ thuỏỷt õồn giaớn õóứ giaớm bng thọng cuớa tờn hióỷu PCM. Thay vỗ maợ hoùa
vaỡ truyóửn õi toaỡn bọỹ giaù trở cuớa mỏựu, PCM delta chố maợ hoùa vaỡ truyóửn õi õọỹ chónh lóỷch giổợa
caùc mỏựu caỷ
nh nhau (difference in adjacent sample values). Thọng thổồỡng õọỹ chónh lóỷch naỡy
nhoớ hồn giaù trở cuớa toaỡn bọỹỹ mỏựu nón maợ hoùa õọỹ lóỷch seợ sổớ duỷng ờt bit trong mọỹt tổỡ maợ hồn so
vồùi PCM thọng thổồỡng.

Delta PCM
+
-
Lỏỳy mỏựu
Tróự T
Maợ hoùa
PCM
(a)
Giaới maợ
PCM
Tróự T
(b)

Hỗnh 3.16 Bọỹ phaùt - thu PCM delta
(a) Maợ hoùa PCM delta (b) Giaới maợ PCM delta
- 63 -

- Chổồng III -
Hỗnh 3.16 trỗnh baỡy sồ õọử khọỳi cuớa bọỹ phaùt - thu PCM delta. Bón phaùt vaỡ bón thu õóửu sổớ
duỷng bọỹ tróự vồùi thồỡi gian tróự T=1/f
s
, bọỹ tróự naỡy õoùng vai troỡ nhổ bọỹ nhồù mọỹt mỏựu. Bón phaùt,
hióỷu cuớa giaù trở mỏựu hióỷn taỷi vaỡ giaù trở mỏựu trổồùc õoù chờnh laỡ õọỹ chónh lóỷch õổồỹc õổa õóỳn bọỹ
maợ hoùa PCM thọng thổồỡng. Bón thu, giaù trở mỏựu hióỷn taỷi õổồỹc khọi phuỷc bũng caùch sổớ duỷng
giaù trở mỏựu trổồùc õoù cọỹng vồùi giaù trở chónh lóỷch nhỏỷn õổồỹc.
3.5.2 Kyợ thuỏỷt DPCM
Kyợ thuỏỷt DPCM thổỷc hióỷn maợ hoùa trón cồ sồớ PCM nhổng coù quan tỏm õóỳn sổỷ tổồng quan
giổợa caùc mỏựu gỏửn nhau. DPCM sổớ duỷng thuỏỷt toaùn dổỷ õoaùn (predict) õóứ dổỷ õoaùn giaù trở cuớa
mỏựu tổồng lai cuớa tờn hióỷu, rọửi õồỹi cho õóùn khi giaù trở cuớa mỏựu thổỷ
c sổỷ xuỏỳt hióỷn õóứ kióứm tra,
sau õoù truyóửn õi tờn hióỷu bióứu dióựn sai khaùc giổợa giaù trở dổỷ õoaùn vồùi giaù trở thổỷc sổỷ. Sai khaùc
naỡy bióứu dióựn cho phỏửn khọng dổỷ õoaùn õổồỹc. Theo caùch õoù, DPCM cho pheùp maợ hoùa vồùi õọỹ
daỡi tổỡ maợ giaớm õi, bng thọng cuớa tờn hióỷu giaớm õi.
Giaù trở cuớa mỏựu tổồng lai õổồỹc tờnh tổỡ giaù trở cuớa mỏựu hióỷn taỷi vaỡ cuớa caùc mỏựu quaù khổù bũng
bọỹ dổỷ õoaùn (predictor). où laỡ mọỹt bọỹ loỹc sọỳ vồùi caùc bọỹ tróự vaỡ bọỹ nhỏn nhổ trỗnh baỡy trong
hỗnh 3.17. ỏy laỡ sồ õọử bọỹ dổỷ õoaùn cỏỳp N: mỏựu tổồng lai õổồỹc tờnh tổỡ N mỏựu trổồùc õoù.

- 64 -

)kT(g
~

c
N
c
2
c
1


T
T
T
)kT(g


Hỗnh 3.17 Bọỹ dổỷ õoaùn duỡng trong DPCM
Hỗnh 3.18 a laỡ sồ õọử bọỹ phaùt DPCM.
)
t
(g laỡ tờn hióỷu tổồng tổỷ vaỡo, laỡ tờn hióỷu lỏỳy
mỏựu (tờn hióỷu PAM),
laỡ lọựi giổợa giaù trở thổỷc sổỷ cuớa vaỡ giaù trở dổỷ õoaùn
tổỡ caùc mỏựu trổồùc. Lọựi naỡy õổồỹc lổồỹng tổớ hoùa thaỡnh

)kT(g
)kT( )kT(g )kT(g

)kT(
q

vaỡ maợ hoùa thaỡnh tờn hióỷu DPCM
truyóửn õi. Tờn hióỷu vaỡo cuớa bọỹ dổỷ õoaùn
laỡ tờn hióỷu dổỷ õoaùn trổồùc õoù õổồỹc sổớa
sai bũng caùch cọỹng thóm lọựi dổỷ õoaùn
)kT(g
~
)kT(g

)kT(
q

. Hỗnh 3.18 b laỡ sồ õọử bọỹ thu DPCM, nguyón lyù
laỡm vióỷc tổồng tổỷ bọỹ thu PCM delta, thay bọỹ tróự bũng bọỹ dổỷ õoaùn y hóỷt nhổ bón phaùt DPCM.
Coù thóứ thỏỳy PCM delta sổớ duỷng bọỹ tróự nhổ laỡ bọỹ dổỷ õoaùn cỏỳp 1.
Kyợ thuỏỷt DPCM thờch nghi (ADPCM) laỡ mọỹt phión baớn phổùc taỷp hồn cuớa kyợ thuỏỷt DPCM.
Trong ADPCM, caùc hóỷ sọỳ dổỷ õoaùn (tổùc laỡ caùc hóỷ sọỳ c
1
, c
2
, , c
N
) khọng cọỳ õởnh maỡ thay õọứi
phuỡ hồỹp vồùi sổỷ thay õọứi cuớa caùc sọỳ lióỷu thọỳng kó cuớa tờn hióỷu. Tỏỳt nhión, giaù trở cuớa caùc hóỷ sọỳ
naỡy phaới õổồỹc truyóửn õi trón õổồỡng truyóửn. ITU õổa ra chuỏứn maợ hoùa ADPCM 32 kbps laỡ

G.721. Bọỹ maợ hoùa ADPCM lỏỳy tờn hióỷu PCM neùn 64 kbps (chuỏứn G.711) vaỡ chuyóứn thaỡnh tờn
hióỷu 32 kbps. Bọỹ maợ hoùa duỡng tổỡ maợ 15 mổùc 4 bit õóứ truyóửn õi giaù trở sai khaùc õổồỹc lổồỹng tổớ
hoùa giổợa tờn hióỷu vaỡo vaỡ tờn hióỷu ổồùc lổồỹng. Vóử mỷt chỏỳt lổồỹng thỗ chỏỳt lổồỹng cuớa tờn hióỷu

- Chỉång III -
thoải ADPCM 32 kbps chè tháúp hån mäüt chụt so våïi PCM 64 kbps. Nhỉng vãư låüi êch thç r
rng ADPCM 32 kbps cho phẹp tàng gáúp âäi säú kãnh thoải so våïi PCM 64 kbps våïi cng
mäüt bàng thäng truưn dáùn. ITU cn âỉa ra chøn G.726 v G.727 cho phẹp täúc âäü bit l 16
âãún 40 kbps.

ε
(kT)
g(t)
)kT(g
ˆ

)kT(g
~
)kT(
q
ε
+
-
Láúy m
á
ù
u
Dỉû âoạn
M họa
PCM

(a)
)t(g)t(g
~
≈
)kT(g
ˆ
)kT(g
~
)kT(
q
ε
DPCM
Gii m
PCM
Dỉû âoạn
Lc lm
mën
Lỉåüng tỉí
họa
DPCM
(b)

Hçnh 3.18 Bäü phạt - thu DPCM
(a) M họa DPCM (b) Gii m DPCM
3.5.3 K thût DM
- 65 -
]
K thût DM l mäüt trỉåìng håüp âàûc biãût ca DPCM, trong âọ mäùi tỉì m chè cọ mäüt bit nhë
phán, nghéa l chè cọ hai mỉïc lỉåüng tỉí họa M = 2. Bit duy nháút ny chè ra sỉû tàng hay gim
ca máùu sau so våïi máùu trỉåïc. Så âäư bäü phạt DM cọ thãø thỉûc hiãûn tỉì så âäư bäü phạt DPCM
bàòng cạch thay bäü lỉåüng tỉí họa bàòng bäü so sạnh nhỉ chè ra trong hçnh 3.19 a. Bäü dỉû âoạn
âån gin l bäü trãù nhỉ trong PCM delta, dỉû âoạn máùu sau bàòng våïi máùu trỉåïc, nghéa l
. ÅÍ âáy khäng cáưn sỉí dủng bäü m họa nhỉ trong DPCM vç tên hiãûu åí
âáưu ra ca bäü so sạnh â cọ dảng säú mong mún. Hçnh 3.19 b l så âäư bäü thu DM.
[
T)1k(g
~
)kT(g
ˆ
−=
Hçnh 3.20 v dảng sọng ca tên hiãûu DM. Cng nhỉ PCM thäng thỉåìng, tên hiãûu DM chëu
tạc âäüng ca nhiãùu lỉåüng tỉí họa: tên hiãûu vo tỉång tỉû khạc våïi tên hiãûu m họa mäüt khong
khäng vỉåüt quạ kêch thỉåïc mäüt bỉåïc lỉåüng tỉí họa.
Tuy nhiãn, nhiãưu lục bäü DM khäng thãø theo këp nhỉỵng biãún âäøi nhanh ca tên hiãûu vo v vç
váûy tên hiãûu m họa cạch xa tên hiãûu vo mäüt khong låïn hån kêch thỉåïc bỉåïc. Khi xy ra
âiãưu âọ, ta nọi bäü DM bë quạ ti theo âäü däúc (slope overload).
Ta dãù dng nháûn tháúy nhiãùu lỉåüng tỉíí họa s gim nãúu gim kêch thỉåïc bỉåïc, trong khi âọ
nhiãùu quạ ti theo âäü däúc s gim nãúu tàng kêch thỉåïc bỉåïc. Âãø giỉỵ cho hai loải nhiãùu ny
nàòm trong phảm vi cho phẹp, ngỉåìi ta phi láúy máùu våïi táưn säú láúy máùu låïn hån táưn säú láúy
máùu sỉí dủng trong PCM, DPCM.

- Chổồng III -


- 66 -







g(kT)
g(t)
=

)kT(
q

Lỏỳy mỏựu
Tróự T
(a)
Loỹc laỡm
mởn
Tróự T
+
-
(b)
Hỗnh 3.19 Bọỹ phaùt - thu DM
(a) Bọỹ phaùt DM (b) Bọỹ thu DM
Khi tờn hióỷu vaỡo gỏửn nhổ laỡ mọỹt hũng sọỳ thỗ tờn hióỷu maợ hoùa dao õọỹng xung quanh mổùc tờn

hióỷu vaỡo, gỏy ra tỏửn sọỳ khọng mong muọỳn bũng mọỹt nổớa tỏửn sọỳ lỏỳy mỏựu. Luùc naỡy, nhióựu
lổồỹng tổớ hoùa trồớ thaỡnh nhióựu rọựi (idle noise). Vỗ tỏửn sọỳ cổỷc õaỷi cuớa tờn hióỷu nhoớ hồn tỏửn sọỳ lỏỳy
mỏựu nhióửu lỏửn nón coù thóứ loaỷi boớ hoaỡn toaỡn nhióựu rọựi bũng bọỹ loỹc thọng thỏỳp khọi phuỷc (loỹc
laỡm mởn).












q
(kT)
gợ(kT)
g(t)

-
T

Start-up
N
hióựu rọựi
Quaù taới theo
õọ
ỹ

dọỳc
N
hióựu lổồỹng tổớ hoù
a
Hỗnh 3.20 Daỷng soùng cuớa tờn hióỷu DM vaỡ minh hoỹa caùc loaỷi nhióựu
Qua phỏn tờch trón õỏy ta thỏỳy mỷc duỡ DM coù giaớm õổồỹc õọỹ daỡi tổỡ maợ
nhổng tỏửn sọỳ lỏỳy mỏựu
laỷi lồùn hồn tỏửn sọỳ lỏỳy mỏựu duỡng trong DPCM. Vỗ vỏỷy, ổu õióứm chờnh cuớa DM so vồùi DPCM
khọng phaới laỡ sổỷ tióỳt kióỷm bng thọng maỡ laỡ giaù thaỡnh thỏỳp. aỷt õổồỹc õióửu naỡy laỡ do trong
DM khọng sổớ duỷng caùc bọỹ maợ hoùa/ giaới maợ vaỡ bọỹ dổỷ õoaùn phổùc taỷp õổồỹc thay bũng bọỹ tróự õồn
giaớn.

- Chỉång III -
3.5.4 K thût ADM
Âãø giỉỵ cho c hai nhiãùưu lỉåüng tỉí họa v nhiãùu quạ ti theo âäü däúc nàòm trong phảm vi cho
phẹp m khäng tàng táưn säú láúy máùu lãn nhiãưu láưn nhỉ trong DM, ngỉåìi ta sỉí dủng k thût
DM thêch nghi ADM. ÅÍ âáy, kêch thỉåïc bỉåïc thay âäøi theo tên hiãûu vo, kêch thỉåïc bỉåïc låïn
khi cọ nhiãùu quạ ti theo âäü däúc v nh khi cọ nhiãùu lỉåüng tỉí họa.
Hçnh 3.21 trçnh by så âäư khäúi ca bäü phạt ADM. Khäúi khúch âải
âiãưu khiãøn cho
kêch thỉåïc bỉåïc thay âäøi, kêch thỉåïc ny âỉåüc biãøu diãùn båíi cạc xung cọ biãn âäü hàòng säú
. Kêch thỉåïc bỉåïc thay âäøi phủ thüc vo cạc giạ trë quạ khỉï ca . Vê dủ, nãúu
trong mäüt vi máùu cảnh nhau thç cọ thãø suy ra ràòng
)kT(G
∆±
q
ε
∆+=ε
q
)

t
(g âang tàng nhanh hån v
cọ kh nàng khäng bạm theo këp. Lục ny hãû thäúng ADM tàng kêch thỉåïc bỉåïc lãn
âãø gim nhiãùu quạ ti theo âäü däúc. Ngỉåüc lải, nãúu
)kT(g
~
q
ε
thay âäøi ln phiãn giỉỵa v ∆+
∆
−

thç suy ra ràòng )
t
(g thay âäøi cháûm v nhiãùu quạ ti theo âäü däúc khäng xút hiãûn. Lục ny
gim kêch thỉåïc bỉåïc âãø gim nhiãùu lỉåüng tỉí họa. Hçnh 3.22 minh ha c hai trỉåìng håüp
ny. Thût toạn âiãưu khiãøn thay âäøi kêch thỉåïc bỉåïc âån gin l:
[]
[
]
[] [
⎩
⎨
⎧
−ε−=ε−
]
−
ε
=
ε

−
=
T)1k()kT(,C/T)1k(G
T)1k()kT(,CT)1k(G
)kT(G
qq
qq
våïi C l hàòng säú låïn hån 1.

g(kT)
g(t)
∆±=
ε
)kT(
q
Láúy máùu
Trãù T
+
-
G(kT)
Âiãưu khiãøn kêch
t
hỉåïc bỉåïc





Hçnh 3.21 Bäü phạt ADM
g(t)

Tên hiãûu biãún
âäøi nhanh
Tên hiãûu biãún
âäøi chá
û
m
Tàng kêch
t
hỉåïc bỉåïc
Gim kêch
t
hỉåïc bỉåïc
ε
q
(kT)







Hçnh 3.22 Dảng sọng tên hiãûu ADM minh ha kiïch thỉåïc bỉåïc thay âäøi
- 67 -

- Chỉång III -
- 68 -
Hãû thäúng ADM âiãøn hçnh âảt âỉåüc t säú S/N låïn hån DM tỉì 8-14 dB. ADM cọ thãø hoảt âäüng
åí täúc âäü bit tháúp hån DM nhỉ l 32 kbps hay 16 kbps cho thoải.
Ngoi ra, ADM cn cọ thãø thỉûc hiãûn våïi kêch thỉåïc bỉåïc thay âäøi liãn tủc CVSD

(Continuously Variable Slope Delta Modulation), åí âáy kêch thỉåïc bỉåïc thay âäøi liãn tủc chỉï
khäng phi råìi rảc nhỉ trong DM. Vê dủ nhỉ IC hiãûu MC3417 ca Motorola thay âäøi kêch
thỉåïc bỉåïc theo 3 bit cúi cng ca dy m họa.
3.6 Âënh dảng tên hiãûu säú
Cạc bi trỉåïc â xẹt âãún quạ trçnh chuøn âäøi tên hiãûu tỉì tỉång tỉû qua säú. Bi ny s bn âãún
váún âãư biãøu diãùn tên hiãûu säú âọ nhỉ thãú no cho ph håüp âãø truưn qua kãnh thäng tin. Âáy
chênh l váún âãư âënh dảng tên hiãûu säú (digital signal format). Cạc bit nhë phán 0 v 1 cọ thãø
âỉåüc biãøu diãùn dỉåïi nhiãưu dảng khạc nhau gi l m âỉåìng (line code).
3.6.1 Cạc úu täú cáưn xem xẹt khi chn m âỉåìng
Viãûc lỉûa chn loải m âỉåìng no cho ph håüp phi âỉåüc dỉûa vo mäüt hồûc nhiãưu cạc úu täú
dỉåïi âáy:
- Thnh pháưn mäüt chiãưu DC: Âäúi våïi cạc âỉåìng truưn kãút näúi AC nhỉ dng tủ âiãûn, biãún
ạp , nãúu trong thnh pháưn ca m âỉåìng cọ chỉïa thnh pháưn DC thç thnh pháưn ny s bë
ngàn lải gáy mẹo tên hiãûu thu. Hån nỉỵa, nãúu truưn qua âỉåìng truưn bàòng kim loải, thnh
pháưn DC s lm nọng dáy khiãún cho suy hao tàng lãn.
- Bàng thäng: Bàng thäng ca m âỉåìng cng nh cng täút, vç s giụp tiãút kiãûm âỉåüc
bàng thäng.
- T lãû läùi bit BER (Bit Error Rate): BER âỉåüc âënh nghéa l säú bit thu bë läùi trãn täøng säú
bit truưn âi trong mäüt âån vë thåìi gian. R rng BER cng nh cng täút.
- Tênh trong sút (transparancy): Âọ l âàûc tênh mäüt k tỉû, mäüt bit, mäüt nhọm bit no âọ
cọ thãø truưn âi v nháûn lải âỉåüc. Nãúu m khäng cọ tênh trong sút thç cọ kh nàng mäüt nhọm
bit hay mäüt k tỉû no âọ bë chàûn lải tải mäüt trảm thu trãn âỉåìng truưn v khäng âãún âỉåüc
âêch cúi cng, hồûc cọ thãø mäüt dng bit no âọ bë máút tên hiãûu âäưng häư.
- Kh nàng dãù dng khäi phủc âäưng häư: Mäüt ỉu âiãøm näøi báût ca thäng tin säú so våïi
thäng tin tỉång tỉû l kh nàng khäi phủc tên hiãûu tải cạc trảm làûp trãn âỉåìng truưn, lm cho
cháút lỉåüng tên hiãûu säú khäng bë suy gim theo khong cạch. Hai cäng viãûc chênh ca trảm làûp
l khúch âải biãn âäü ca tên hiãûu v khäi phủc tên hiãûu âäưng häư åí tải täúc âäü bit âãø tên hiãûu
âãún trảm làûp cọ thãø âỉåüc láúy máùu vo thåìi âiãøm thêch håüp.
- Kh nàng tỉû phạt hiãûn läùi: ÅÍ âáy hiãøu kh nàng tỉû phạt hiãûn läùi l càn cỉï vo quy lût
m họa âãø phạt hiãûn läùi chỉï khäng phi âỉa thãm âäü dỉ vo m.

- Âån gin trong viãûc thỉûc hiãûn m hoạ v gii m.
3.6.2 Cạc loải m âỉåìng phäø biãún
Cọ hai loải m âỉåìng chênh l RZ (Return-to-Zero) v NRZ (Non-Return-to-Zero). Våïi m