PCM和DPCM之间的区别

作者: Laura McKinney
创建日期: 2 四月 2021
更新日期: 17 可能 2024
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内容


PCM和DPCM是用于将模拟信号转换为数字的过程。这些方法不同,因为PCM用代码字表示样本值,而在DPCM中,原始值和样本值取决于先前的样本。

模数信号的转换对许多应用都是有益的,因为数字信号不易受到噪声的影响。数字通信系统提供了更好的性能,可靠性,安全性,效率和系统集成。 PCM和DPCM是不同的源编码技术,下面通过比较表来了解它们之间的区别。

    1. 比较表
    2. 定义
    3. 关键差异
    4. 结论

比较表

比较依据PCMDPCM
涉及的位数每个样本4、8或16位。大于一个但小于PCM。
量化误差和失真取决于级别数。可能会出现边坡过载失真和量化噪声。
传输通道带宽需要高带宽。与PCM相比需要更少的带宽。
反馈不提供任何反馈。提供反馈。
符号的复杂性复杂简单
信噪比平均
应用领域音频,视频和电话。语音和视频。
位/样本7/84/6
比特率56-6432-48

PCM的定义

PCM(脉冲编码调制) 是一种源编码策略,其中编码脉冲的序列用于表示信号,并帮助将信号绘制成离散形式的时间和幅度。它涉及两个基本操作-时间离散和幅度离散。的 时间离散 通过采样完成,并且 振幅离散 实现量化。它还包括一个编码的附加步骤,其中量化的幅度会生成简单的脉冲模式。


PCM过程分为三个部分,第一部分是源端的传输,第二部分是传输路径和接收端的再生。

在源发送端执行的操作–

  • 采样 –采样是在相等间隔内测量信号的过程,其中,用矩形脉冲线对(基带)信号进行采样。这些脉冲非常窄,以紧密提取瞬时采样过程。当采样率应大于最高频率分量的两倍时,可以得到基带信号的准确重构,即 奈奎斯特率.
  • 量化 –采样后,信号进行量化,从而在时间和幅度上提供离散表示。在量化过程中,采样实例是特定范围内的很多积分值。
  • 编码方式 –通过将量化后的信号转换为更合适的信号形式,可以增强传输信号的抗干扰能力和噪声强度,这种转换称为编码。

沿传输路径再生时执行的操作–

通过将再生中继器放置在传输路径上,可以再生信号。它执行诸如均衡,决策和定时之类的操作。

在接收端执行的操作–

  • 解码和扩展 –再生后,然后将信号的干净脉冲合并为一个代码字。然后,将代码字解码为量化的PAM(脉冲幅度调制)信号。这些解码信号表示压缩样本的投影序列。
  • 重建 –在此操作中,原始信号在接收端恢复。

DPCM的定义

DPCM(差分脉冲编码调制) 只是PCM的一种变体。 PCM效率不高,因为它会产生很多位并消耗更多带宽。因此,为了克服上述问题,设计了DPCM。与PCM相似,DPCM由采样,量化和编码过程组成。但是DPCM与PCM不同,因为它可以量化实际样本和预测值之间的差异。这就是它被称为差分PCM的原因。


DPCM使用PCM的共同特性,即高度 相关性 在相邻样本之间使用。当以大于奈奎斯特速率的速率对信号进行采样时,就会生成这种相关性。相关是指信号无法适应从一个样本到另一个样本的快速变化。

结果,相邻样本之间的差异由平均功率组成,该平均功率小于原始信号的平均功率。

在标准PCM系统中对高度相关的信号进行编码会产生冗余信息。通过消除冗余,可以产生更有效的信号。

通过分析信号的过去行为,可以推断出冗余信号的将来值。对未来价值的这种预测产生了差分量化技术。对量化器输出进行编码时,将获得差分脉冲编码调制。

  1. PCM中包含的位数为每个样本4、8或16位。另一方面,DPCM所涉及的位多于一个,但少于PCM中使用的位的数量
  2. PCM和DPCM技术都遭受量化误差和失真,但程度不同。
  3. DPCM需要较少的带宽,而PCM需要较高的带宽。
  4. PCM不提供任何反馈。相反,DPCM提供反馈。
  5. PCM由复数符号组成。相反,DPCM有一个简单的符号。
  6. DPCM具有平均信噪比。相反,PCM具有更好的信噪比。
  7. PCM用于音频,视频和电话应用。相反,DPCM用于语音和视频应用程序。
  8. 如果我们谈论效率,DPCM领先于PCM。

结论

PCM程序通过模数转换器直接采样并将模拟波形转换为数字代码。另一方面,DPCM做类似的工作,但使用多位差值。