Імпульсно-кодова модуляція

Методи модуляції
Аналогова модуляція
AM · ЧМ (FM) · ФМ (PM) · QAM · SSB
Цифрова модуляція
АМн · ФМн · ЧМн · GMSK OFDM · COFDM · TCM
Імпульсна модуляція
АІМ · ДМ · ІКМ · ΣΔ · ШІМ · ЧІМ · ФІМ
Розширення спектра
DSSS · FHSS
Див. також: Демодуляція

Принцип кодування аналогового сигналу при ІКМ

І́мпульсно-ко́дова модуля́ція (ІКМ або PCM — англ. Pulse Code Modulation) — процес перетворення аналогового сигналу на цифровий сигнал, коли через певні інтервали часу беруться відліки рівня аналогового сигналу і незалежно один від одного квантуються і далі кодуються числами. ІКМ використовується для оцифровування аналогових сигналів перед їх передаванням. Практично всі види аналогових даних (відео, голос, музика, дані телеметрії) допускають застосування ІК-модуляції.

Модуляція

Щоб одержати на вході каналу зв'язку (передавальний кінець) ІК-модульований сигнал з аналогового, амплітуду аналогового сигналу вимірюють через рівні проміжки часу. Кількість оцифрованих значень на секунду (або швидкість оцифровування) кратна максимальній частоті (Гц) у спектрі аналогового сигналу. Миттєве виміряне значення аналогового сигналу округлюється до найближчого цілого. Цей процес називається квантуванням, а кількість рівнів завжди береться кратною степеню двійки, наприклад, 8, 16, 32 або 64. Номер рівня можна відповідно подати двійковим словом з 3, 4, 5 або 6 бітів. Таким чином, на виході модулятора отримуємо послідовність бітів (0 або 1).

Демодуляція

На приймальному кінці каналу зв'язку демодулятор перетворює послідовність бітів на імпульси з тим самим рівнем квантування, що використовував модулятор. Ці імпульси надходять на ЦАП, що складається з пристрою декодування, який перетворює прийняту закодовану послідовність на квантовану послідовність відліків, а також зі згладжувального фільтра, що відновлює переданий аналоговий сигнал за квантованими значеннями відліків.

Різновиди

Різновидами ІКМ є:

• Диференціальна (або дельта) імпульсно-кодова модуляція (ДІКМ), за якої кодується різниця рівня сигналу між поточним і попереднім значеннями. Для звукових даних такий тип модуляції зменшує необхідну кількість біт на відлік приблизно на 25 %.
• Адаптивна ДІКМ (АДІКМ) є різновидом ДІКМ зі змінним кроком квантування, що дозволяє ще зменшити вимоги до смуги пропускання за заданого співвідношення сигнал/шум.
• Цифрова широтно-імпульсна модуляція є різновидом дворівневої ІКМ.

Див. також

• ADX

Література

• Vardalas, John (June 2013). Pulse Code Modulation: It all Started 75 Years Ago with Alec Reeves (англ.). IEEE.
• B. M. Oliver; J. R. Pierce & C. E. Shannon (November 1948). "The Philosophy of PCM". Proceedings of the IRE. 36 (11): 1324–1331. DOI:10.1109/JRPROC.1948.231941
• Linear Pulse Code Modulated Audio (LPCM) (Full draft). — Washington, D.C. : Library of Congress, .