biến điệu mã xung pcm ( pulse code modulation )

biến điệu mã xung - pcm ( pulse code modulation )

biến điệu mã xung - pcm (
pulse code modulation )
Bởi:
phạm văn tấn

BIẾN ĐIỆU MÃ XUNG - PCM ( Pulse code modulation )
PCM là một áp dụng trực tiếp chuyển đổi A/D.
Giả sử biên độ của mỗi xung trong một hệ PAM thì được làm tròn đến một mức có thể.
Giả sử, trước hết hàm thời gian gốc (Analog) được làm tròn cho dạng sóng hình bậc
thang như hình 7.16. Kế đó, ta lấy mẫu hàm bậc thang và truyền các mẫu theo cách biến
điệu biên độ xung ( PAM ). Sự làm tròn được hiểu như là sự lượng tử hoá, và nó sẽ gây
ra một error ( nhiễu lượng tử hoá ). Đó là, sự xấp xĩ bậc thang thì không giống hệt hàm
gốc và sự sai biệt giữa chúng là một error.
Bảng tự vựng các độ cao của xung PAM được thu gọn để chỉ bao gồm các mức lượng
tử riêng biệt. Một xung thu nhận được sẽ so sánh với các xung có thể được truyền và nó
được giãi mã thành tự vựng giống nhất với tín hiệu thu được. Với cách này, những error
nhỏ được sửa sai.
Khả năng sửa error là lý do lớn nhất để lượng tử hoá tín hiệu. Thí dụ, giả sử ta muốn
truyền một tín hiệu đến một khoảng cách xa trên cáp đồng trục. Nếu tín hiệu được truyền
theo kiểu PAM thông thường nhiễu sẽ chen vào theo đường truyền và nhiễu cộng thêm
vào mỗi mạch khuếch đại ( có nhiều mạch khuếch đại cần đến trên đường truyền để
chống lại sự suy giảm dọc theo đường ).
Nếu cũng tín hiệu đó, bây giờ ta truyền bằng cách dùng PAM lượng tử hoá. Trong vài
điều kiện, hầu hết error sẽ được sửa sai. Nếu những repeater được đặt sao cho nhiễu chen
vào giữa bất kỳ hai trạm thì nhỏ hơn một nữa của cở bước của bậc thang. Mỗi repeater
sẽ giữ hàm đến dạng bậc thang gốc trước khi khuếch đại và gửi đi.
Đó là, mỗi repeatersẽ làm tròn mỗi xung nhận được đến mức gần nhất có thể chấp nhận
được và rồi truyền đi.

1/3


biến điệu mã xung - pcm ( pulse code modulation )

Sự lượng tử hoá làm tròn các mức dùng làm bậc thang giống tín hiệu mong muốn. Số
mức xác định độ phân giải( Resolution ) tín hiệu. Đó là, một sự thay đổi nhỏ cở nào
trong mức tín hiệu có thể được phân tích bằng cách nhìn phiên bản lượng tử hoá của tín
hiệu.
Nếu cần độ phân giải cao, số mức lượng tử hoá phải tăng. Lúc ấy, khoảng cách giữa các
mức giảm. Vì tự vựng các từ rất khít nhau, nhiễu giảm.

Hình 7.16: Tiến trình lượng tử hoá
Nếu độ phân giải được cải thiện mà không làm tăng cở tự vựng ( không di chuyển các
từ khít nhau ), sự sửa error sẽ được giữ nguyên PCM là phương pháp để thực hiện điều
đó.
Trong một hệ thống PCM, tự vựng của các tín hiệu truyền chỉ chứa hai, 0 và 1. Các mức
lượng tử hoá được mã hoá thành các số nhị phân. Vậy, nếu có 8 mức lượng tử hoá, thì
những trị được mã hoá thành các số nhị phân 3 bit. Ba xung sẽ được cần để gửi mỗi trị
lượng tử. Mỗi xung biểu diễn hoặc 0 hoặc 1. Điều đó giống như khái niệm của ADC.
Hình 7.17 biểu diễn s(t) và dạng sóng của PCM 2 bit và 3 bit.

2/3


biến điệu mã xung - pcm ( pulse code modulation )

Hình 7.17:PCM
Mộtxung dương biểu diễn cho bit 1 và một xung Zero biểu diễn bit 0.
Hoàn điệu BCM thì đơn giản là một DAC. Khối biến điệu và hoàn điệu thường là IC

LSI và được gọi tên là CODEC ( coder decoder ).
Multiplexing chia thời gian ( TDM ):
Khái niệm TDM đã được triển khai ở chương 6. Ta chỉ cần cải biến một ít. Vì mỗi mẫu,
thay vì dùng một xung để truyền, bây giờ cần một số xung bằng số bit của sự lượng tử
hoá. Thí dụ, với PCM 6 bit, 6 xung phải được truyền trong mỗi chu kỳ lấy mẫu.

3/3