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
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。
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- 比较表
- 定义
- 关键差异
- 结论
比较表
比较依据 | PCM | DPCM |
---|---|---|
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 | 好 | 平均 |
应用领域 | 音频,视频和电话。 | 语音和视频。 |
位/样本 | 7/8 | 4/6 |
比特率 | 56-64 | 32-48 |
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。- 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
- PCM和DPCM技术都遭受量化误差和失真,但程度不同。
- DPCM需要较少的带宽,而PCM需要较高的带宽。
- PCM不提供任何反馈。相反,DPCM提供反馈。
- PCM由复数符号组成。相反,DPCM有一个简单的符号。
- DPCM具有平均信噪比。相反,PCM具有更好的信噪比。
- 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。
- 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。