DPCM

EDY NUR ARDHIANSYAH / Email : [email protected]

Pengertian DPCM Differential Pulse Code Modulation (DPCM) adalah suatu prosedur untuk mengubah analog menjadi sinyal digital di mana sebuah sinyal analog adalah sampel dan kemudian perbedaan antara nilai sampel aktual dan nilai prediksi (nilai prediksi didasarkan pada sampel sebelumnya atau contoh) adalah terkuantisasi dan kemudian dikodekan membentuk nilai digital.

Kata-kata yang mewakili kode DPCM perbedaan antara sampel PCM tidak seperti kode di mana kata-kata yang mewakili suatu nilai sampel. Konsep dasar DPCM - pengkodean perbedaan, didasarkan pada kenyataan bahwa sebagian besar sinyal sumber menunjukkan korelasi yang signifikan antara sampel berturut-turut sehingga pengkodean menggunakan redundansi dalam nilai-nilai sampel yang berarti kecepatan bit yang lebih rendah. Realisasi dari konsep dasar (dijelaskan di atas) didasarkan pada teknik di mana kita harus memperkirakan nilai sampel saat ini berdasarkan sampel sebelumnya (atau contoh) dan kita harus menyandikan perbedaan antara nilai aktual dan nilai prediksi sampel (perbedaan antara sampel dapat ditafsirkan sebagai prediksi error). Karena itu perlu untuk memperkirakan nilai sampel adalah DPCM bentuk pengkodean input. DPCM kompresi tergantung pada teknik prediksi, prediksi dilakukan dengan baik teknik mengarah ke tingkat kompresi yang baik, dalam kasus lain bisa berarti ekspansi DPCM dibandingkan dengan pengkodean PCM biasa.

Gambar 1: DPCM encoder (pemancar)

DPCM Kompresi Gambar Dan Sinyal Video DPCM dilakukan pada sinyal dengan korelasi antara sampel yang berurutan mengarah pada rasio kompresi yang baik. Gambar dan video adalah contoh sinyal sinyal yang mempunyai korelasi yang disebutkan di atas. Dalam gambar ini berarti bahwa ada korelasi antara piksel tetangga, dalam sinyal video korelasi antara piksel yang sama dalam bingkai berturut-turut dan di dalam frame (yang sama dengan korelasi di dalam gambar). Secara formal tertulis, DPCM metode kompresi dapat dilakukan untuk intra-frame coding dan antar-frame coding. Intra-frame coding eksploitasi redundansi spasial dan antar-frame coding eksploitasi redundansi temporal.


Dalam pengkodean frame intra-perbedaan terbentuk antara piksel neghboring bingkai yang sama, sementara di antar-frame pengkodean itu terbentuk antara nilai nilai yang sama dalam dua frame berturut-turut. Dalam kedua pengkodean intra-dan antar-bingkai nilai pixel target diperkirakan sebelumnya menggunakan kode-tetangga piksel. Desain sistem DPCM berarti mengoptimalkan quantizer peramal dan komponen, karena termasuk dalam quantizer prediksi loop terdapat kompleks prediksi dependancy antara kesalahan dan kesalahan sehingga sendi quantizaton optimasi harus dilakukan untuk menjamin hasil yang optimal. Tapi, model optimasi tersebut sangat kompleks sehingga optimasi dari dua komponen biasanya dioptimalkan secara terpisah. Telah terbukti bahwa di bawah mean-squared error kriteria optimasi, selain konstruksi quantizatior dan prediksi perkiraan baik bersama optimasi. Sama seperti di paragraf sebelumnya, fakta dalam ayat ini juga berlaku untuk sinyal pada umumnya.

Delta Modulasi Differential pulse-code modulation adalah teknik di mana turunan dari sinyal terkuantisasi. Ketika sinyal perubahan antara periode sampel kecil, firman quantizer panjang dapat dikurangi. With very high oversampling rates, the changes between sample periods are made very small, thus the quantizer can be reduced r educed to low-bit. Dengan tingkat oversampling sangat tinggi, perubahan antara periode sampel dibuat sangat kecil, sehingga dapat dikurangi quantizer rendah-bit. A 1-bit DPCM encoder dikenal sebagai modulasi delta (DM, delta). Dengan kata lain, kode DM perbedaan amplitudo sinyal bukannya amplitudo sinyal itu sendiri.Nama lain untuk DM adalah modulasi lebar pulsa (PWM) . Gambar 2 menunjukkan sebuah delta-modulasi encoder; itu dikenal sebagai integrasi tunggal modulasi.Sinyal input dibandingkan dengan output terpadu kacang-kacangan dan delta (perbedaan) sinyal diterapkan pada quantizer. The quantizer menghasilkan pulsa positif ketika perbedaan sinyal negatif, dan negatif perbedaan denyut nadi ketika sinyal positif. Perbedaan ini sinyal integrator bergerak selangkah demi selangkah lebih dekat ke nilai sekarang masukan, pelacakan turunan dari sinyal input.

Menimbang 1,5 kHz sinyal input i nput sinusoidal, sebagai contoh, dengan amplitudo maksimum 1 dan deltaV untuk menjadi 0,0625, sampling setara dengan 4-bit kuantisasi yaitu L = 16. Untuk mencapai kecepatan bit setara dengan 4-bit kuantisasi dengan 4 kHz sampling rate yang oversampling rasio 16 adalah dibutuhkan yaitu 64 kHz (16 x 4kHz).Gambar 3, memperlihatkan sebuah sebuah simulasi MATLAB MATLAB pada 32 kali oversampling. oversampling. Seperti yang terlihat output dari trek integrator setuju sinyal input.


Seperti yang dijelaskan sebelumnya, adalah penting dalam menyaring oversampling untuk menghindari efek yang tidak diinginkan dan distorsi di storsi aliasing. Setelah pikiran ini dalam output dari delta modulation (setelah integrator) harus melewati pass filter yang rendah untuk melemahkan sinyal frekuensi tinggi yang tidak diinginkan. Gambar 4 adalah simulasi MATLAB yang menunjukkan efek tidak menggunakan filter seperti di 16 kali oversampling dari sinyal yang digunakan dalam Gambar 3.Seperti melihat sinyal termodulasi hampir tidak melacak sinyal input yang sebenarnya dan sebagai sinyal terpadu dialihkan karena efek aliasing.Dengan demikian banyak distorsi diperkenalkan dan direproduksi di demodulator sinyal tidak akan menyerupai sinyal input asli (ada juga ada cara untuk memulihkan itu).


Gambar 5 memperlihatkan pentingnya oversampling memilih rasio yang tepat atau ukuran DV (yang menentukan L, jumlah tingkat kuantisasi). Jika ukuran deltaV atau rasio oversampling relatif rendah untuk nilai-nilai yang diperlukan, sebuah lereng kelebihan beban terjadi. Memilih deltaV dari 0,125, ganda sebelumnya sebelumnya deltaV = 0,0625, ada kesetaraan dari 3 bit kuantisasi, yaitu L = 8. Rasio yang oversampling harus 32 (dua kali lipat dari sebelumnya Gambar 3 untuk mencapai tingkat sampling 4KHz). Untuk menunjukkan efek oversampling menggunakan rasio yang lebih rendah daripada yang sebenarnya dibutuhkan, Gambar 5 menunjukkan rasio oversampling dari 32; kelebihan beban lereng (perubahan sinyal untuk berpuasa untuk memodulasi sinyal untuk melacak) tidak dapat dihindari.

Dalam teknologi pemutar CD nyata yang memerlukan 16-bit word 1-bit PWM encoding, yang 1-bit modulasi akan harus melakukan 2 ^ 16 / matikan per konversi periode.. Dengan frekuensi sampling 44.1KHz ini akan menuntut tingkat beralih sekitar 2.89GHz (44.kHz x 65.636), ditambah beberapa bit untuk error correction dan pelacakan.. Ini unrealizable dengan hari ini? S teknologi, bahkan dalam VLSI paling canggih prosesor sinyal digital mikroarsitektur. Sementara tingkat diperlambat untuk mengakomodasi keterbatasan hardware, tingkat kebisingan naik ke tingkat yang tidak dapat diterima. Atau, ada dua solusi untuk mengatasi masalah ini: sedikit pengurangan pada frekuensi sampling yang tinggi untuk output sinyal agak rendah dari sumber agak tinggi atau untuk meningkatkan nilai deltaV sehingga menurunkan jumlah bit kuantisasi.. Kasus pertama akan menurunkan berbagai dinamika suara di CD player dan yang kedua akan membuat kebisingan kuantisasi lebih jelas karena distribusi yang seragam dalam pita frekuensi dari dc ke setengah laju sampling. Obviously delta modulation is inappropriate in CD technology where high fidelity, high sampling rates and 16x oversampling are required; the quest remains. Modulasi delta jelas tidak pantas dalam teknologi CD di mana kesetiaan yang tinggi, tingkat sampling tinggi dan 16x oversampling diperlukan; pencarian tetap.


ADM (ADAPTIVE DELTA MODULATION) Blok Diagram ADM

Modulasi delta dasar dipelajari dalam percobaan berjudul berjudul Delta modulasi. Hal ini dilaksanakan oleh pengaturan ditunjukkan dalam bentuk diagram blok pada Gambar 1

Anda akan ingat bahwa dengan dengan modulasi ini ada konflik ketika menentukan ukuran langkah. langkah. Sebuah langkah besar ukuran sampel diperlukan bila bagian-bagian dari bentuk gelombang input . lereng curam. Namun ukuran langkah besar memperburuk granularity dari sinyal sampel ketika gelombang yang mencicipi berubah perlahan-lahan lebih disukai di daerah di mana pesan memiliki kemiringan kecil. Ini menunjukkan perlunya suatu langkah terkontrol ukuran - kontrol yang sensitif terhadap kemiringan dari sinyal sampel. Ini dapat diimplementasikan oleh pengaturan seperti yang diilustrasikan pada Gambar 2


Gain dari penguat disesuaikan sebagai respons terhadap kontrol tegangan dari SAMPLER Yang menandai awal lereng overload. Ukuran langkah sebanding dengan penguat badan. Hal ini terlihat dalam sebelumnya percobaan. Lereng yang berlebihan ditunjukkan oleh output suksesi pulsa dari tanda yang sama. The TIMS SAMPLER SAMPLER memonitor sinyal termodulasi termodulasi delta, dan sinyal sinyal ketika ada tidak ada perubahan polaritas lebih dari 3 atau lebih berturut-turut sampel. Sebenarnya Adaptive CONTROL sinyal 2 volt di bawah 'normal' kondisi, dan meningkat untuk 4 volt ketika keti ka kemiringan berlebihan terdeteksi. Gain dari penguat, dan karenanya ukuran langkah, dibuat sebanding dengan ini control voltage. kontrol tegangan. Provided Memberikan kelebihan kemiringan hanya moderat pendekatan akan 'mengejar' 'mengejar' dengan gelombang menjadi sampel. l Gain Gain kemudian akan kembali normal sampai sampler sampler lagi jatuh di belakang. belakang.

DPCM

Recommend Documents