Kỹ thuật điều chế xung ma PCM

Kỹ Thuật Điều Chế Xung Mã PCM
•
•
•

Học Phần
GV
SV thực hiện

: Nguyên Lý Truyền Thông
: Bùi Thị Thu Hiền
: Nhóm Di Trạch
1.Phùng Việt Anh
2.Nguyễn Phú Hải
3.Trần Văn Linh
4.Nguyễn Thành Luân
5.Chu Văn Lượng
6.Trần Sơn Nam
7.Nguyễn Văn Phúc
8.Nguyễn Văn Vinh


Kỹ Thuật Điều Chế Xung Mã PCM

•

Tín hiệu tương tự

•

Tín hiệu số

Kỹ thuật điều chế xung mã PCM

Truyền Dữ liệu


Kỹ thuật điều chế xung mã PCM

•

Đ/n : Điều chế xung mã PCM (Pulse Code Modulation) là quá trình biến đổi tín hiệu tương tự
sang tín hiệu số (A/D) trong đó thông tin đầu vào dưới dạng các mẫu tín hiệu tương tự được
biến đổi thành các tổ hợp mã nối tiếp ở đầu ra.

•

Quá trình :


Kỹ thuật điều chế xung mã PCM


Kỹ thuật điều chế xung mã PCM

I.Lấy mẫu
1. Đ/n : Là quá trình rời rạc hoá tín hiệu tương tự đầu vào theo tần số lấy mẫu f.
2. Mục đich : Tạo nên một tín hiệu rờ rạc tuần hoàn rộng bằng nhau từ tín hiệu xung
liên tục,biên độ xung bằng với giá trị của tín hiệu tương tự tại thời điểm
lấy..

Dãy xung rời rạc còn được gọi là tín hiệu điều chế biên độ xung PAM
3.Định lý lấy mẫu : Một tín hiệu không chứa bất kỳ thành phần tần số nào lớn hơn

fm có thể biểu diễn chính xác bằng tập các
giá trị của nó với chu kỳ lấy mẫu T=1/2fm
hoặc bằng một giá trị
Tức là :

fs >= 2fm
trong đó

fs : tần số tín hiệu xung điều khiển lấy mẫu
fm: tần số cực đại của tín hiệu tương tự


Kỹ thuật điều chế xung mã PCM

4.Phân loại
4.1.Lấy mẫu tự nhiên
- Là quá trình nhân tín hiệu tương tự với dãy xung lấy mẫu pT(t).
-Xung lấy mẫu : + xung vuông
+ tuần hoàn chu kỳ T=1/fs (fs>=2fm)
+ độ rộng xung τ
+ chiều cao xung h=1
4.2.Lấy mẫu tức thời
- Là quá trình lấy và dữ mẫu dựa trên quá trình phóng nạp của tụ C
- Khi khóa K đóng tụ C nạp nhanh do r.C rất nhỏ.tụ nhanh chóng nạp đến
điện áp bằng giá trị điện áp của tín hiệu tương tự vào -> quá trình lấy
mẫu.
-Khi khóa K mở: trên lý thuyết tụ C sẽ phóng qua R nhưng do R.C rất lớn

nên điện áp trên C gần như không đổi trong khoảng thời gian T(chu kỳ
lấy mẫu) -> Quá trình giữ mẫu.


Kỹ thuật điều chế xung mã PCM

5.Hiện tượng chồng phổ
- Là hiện tượng các phổ của tìn hiệu PAM xếp chồng lên nhau khi tần số của
tín hiệu lấy mẫu không đủ lớn hay chu kỳ không đủ nhỏ ( không thỏa mãn định
lý lấy mẫu )


Kỹ thuật điều chế xung mã PCM

II.Lượng tử hóa
1.Đ/n : Là chuyển một xung sau khi đã lấy mẫu thành một xung có biên độ bằng mức lượng tử
gần nhất .Đây là quá trình cơ bản nhất của kỹ thuật PCM vì nó cho phép chuyển một tín hiệu
tương tự sang một tín hiệu số .
2.Quá trình :
- Chia biên độ tín hiệu thành các khoảng đều hay không đều,mỗi khoảng
là một bước lượng tử ( Δ )
- Biên độ tín hiệu ứng với mỗi đầu hoặc cuối mỗi bước lượng tử gọi là
mức lượng tử.
- Làm tròn xung lấy mẫu đến mức gần nhất các mức lượng tử.


Kỹ thuật điều chế xung mã PCM

•

•

Ưu điểm : lượng tử hoá tín hiệu đã được lấy mẫu giảm được ảnh hưởng của tạp âm
trong hệ thống .Lượng tử hoá hạn chế số lượng các mức cho phép của tín hiệu đã
lấy mẫu và chuẩn bị để chuyển tín hiệu gốc từ dạng tương tự thành dạng số .Nếu sự
phân biệt giữa các mức lượng tử lớn hơn so với sự rối loạn do tạp âm gây ra thì máy
thu dễ dàng xác định được mức riêng đã phát đi.
Nhược điểm: do có sự sai lệch giữa giá trị thực và gía trị mức lượng tử nên sẽ sinh
ra tạp âm lượng tử .


Kỹ thuật điều chế xung mã PCM

3.Phân loại
3.1.Lượng tử hóa tuyến tính
- Là lượng tử hoá có các mức lượng tử bằng nhau.
- Bước lượng tử :
Δ =( Xmax - Xmin ) /

N

Xmax,Xmin : Giá trị biên độ cực đại,cực tiểu.
N : Số lượng các mức lượng tử.
Chú ý : - Các mức ngưỡng là cách đều nhau .Đối với lượng tử tuyến tính thì mức lượng tử
sẽ nằm giữa các mức ngưỡng
- số tổ hợp nhị phân biểu diễn
thỏa mãn :

log2N<= n <= log2N +1
- Công suất tạp âm :

Δ*Δ
12


Kỹ thuật điều chế xung mã PCM

3.2.Lượng tử hóa phi tuyến
- Lượng tử hóa với các bước lượng tử không đều nhau
- Nguyên tắc : Biên độ tín hiệu càng lớn thì bước lượng tử càng tăng.
- Luật lượng tử logarit được sử dụng trong nén và giãn ,trong đó biến đầu vào x được
chuyển thành biến y theo quan hệ
y = log x
và quan hệ ngược lại được sử dụng khi khôi
phục biến đầu vào tại đầu ra của hệ thống nhờ bộ giãn .Mối quan hệ này được cho phép
tăng các mức trong cùng tín hiệu thấp và mở rộng bước lượng tử tỷ lệ với mức tăng của
tín hiệu vào .Kết quả là nén biên độ tín hiệu thoại làm giảm phạm vi động và tạo ra tỷ lệ
công suất tín hiệu trung bình – tạp âm lượng tử cao hơn so với bộ lượng tử đều đối với tín
hiệu vào.
- Phương pháp
+ nén - giãn tương tự
+ nén – giãn số
• Chú ý : - trong quá trình nén – giãn tương tự :
+ Bộ nén được đặt trước bộ mã hóa đều ở nhánh phát.
+ Bộ giãn được được sau bộ giải mã ở nhánh thu.
- trong quá trình nén - giãn số :
+ Bộ nén được đặt trong miền tín hiệu số của nhánh phát.
+ Bộ giãn được đặt trog miền tín hiệu số của nhánh thu.
- Sử dụng bộ nén - giãn theo luật A hoặc luật

µ

Thanks For Listening !!!
^_^
( by Di Trach Group )