Chương 3: Mã hóa và điều chế dữ liệu - phần 3 docx

 PCM: Điều biến xung mã Dựa trên lý thuyết lấy mẫu Sampling theory :  Nếu tín hiệu ft được lấy mẫu trong các khoảng thời gian đều đặn và với tốc độ gấp 2 lần tần số của tín hiệu cao

Lê Đắc Nhường

Khoa Toán Tin - Trường Đại học Hải Phòng

E-mail: Nhuongld@yahoo.com Cell Phone: 0987.394.900

 Yêu cầu số hoá:

 Chuyển đổi dữ liệu tương tự tín hiệu số.

 Mục đích:

 Để truyền, sử dụng NRZ-L

 Mã hoá thành tín hiệu số, sử dụng một mã khác mã NRZ-L

 Chuyển đổi thành số liệu tương tự

 Hai kỹ thuật:

 PCM: Điều biến xung mã

 DM: Điều biến Delta

 PCM: Điều biến xung mã

 Dựa trên lý thuyết lấy mẫu ( Sampling theory ):

 Nếu tín hiệu f(t) được lấy mẫu trong các khoảng thời gian đều đặn và với tốc độ gấp 2 lần tần số của tín hiệu cao nhất, thì các mẫu sẽ chứa tất cả các thông tin của tín hiệu gốc.

 Hàm số f(t) có thể được xây dựng lại từ các mẫu này bằng cách sử dụng một bộ lọc thông thấp.

 PCM: Điều biến xung mã

 VD: dữ liệu âm thanh co tần số dưới 4000Hz  Tốc độ 8000 mẫu/giây

 Lấy mẫu tín hiệu tương tự (PAM = Pulse Amplitude Modulation );

 Lượng tử hoá: để chuyển đổi thành số, mỗi mẫu tương tự này phải được gán một mã nhị phân.

Figure: Components of PCM encoder

Figure:Three different sampling methods for PCM

Figure: Recovery of a sampled sine wave for different sampling rates

Figure:Quantization and encoding of a sampled signal

 Đặc điểm PCM:

 Không thể khôi phục 1 cách chính xác tín hiệu gốc: do việc lượng tử hoá chỉ có thể thực hiện xấp xỉ

 Chất lượng tín hiệu âm thanh khôi phục lại tốt, tương tự việc truyền bằng tín hiệu tương tự

 PCM sử dụng các mức lượng tử hoá bằng nhau với mọi biên độ tín hiệu:

 Lỗi trung bình đối với mỗi mẫu là bằng nhau, không phụ thuộc vào mức tín hiệu

 Các giá trị biên độ thấp bị méo dạng tương đối nhiều hơn

 Mã hoá phi tuyến :

 Cải tiến từ PCM cơ bản: khoảng cách giữa các mức lượng tử hoá không đều nhau.

 Số bước lượng tử hoá cho tín hiệu ở biên độ thấp là lớn và ngược lại

 Làm giảm rõ rệt sự méo tín hiệu

 Mở rộng:

 Có thể sử dụng kỹ thuật nén giãn số liệu, giữ nguyên khoảng cách giữa các mức lượng tử hoá.

Figure: Components of a DM decoder

 Điều biến Delta

 Giảm độ phức tạp của các kỹ thuật PCM

 Tín hiệu input tương tự xấp xỉ bằng 1 hàm bậc thang

 Mức lượng tử  là khoảng cách lên hoặc xuống giữa mỗi mẫu

 Đặc tính quan trọng của hàm bậc thang là có hành vi nhị phân

 Đường bậc thang và dạng sóng của tín hiệu tương tự gốc bám sát nhau

 Điều biến Delta

 Điều biến Delta

 Điều biến Delta

Figure: Delta modulation components

 Điều biến Delta

Figure: Delta Demodulation components

 Về lấy mẫu:

 Trong PCM: L mức lượng tử hoá, n bit biểu diễn cho 1 mẫu

n= log2L

 Trong DM: tín hiệu đã điều biến mang thông tin về sự khác nhau của các mẫu liên tiếp Nếu sự khác nhau là âm hay dương thì một xung

âm hay dương tương ứng được phát ra trong tín hiệu đã điều biến

Về cơ bản DM mang thông tin về sự lệch của tín hiệu vào

 tên gọi là điều biến delta

 DM thực hiện dễ dàng hơn so với PCM.