脉冲代码调制工作和应用

差分脉冲代码调制是模拟技术数字信号转换．该技术采样模拟信号，然后量化采样值与其预测值之间的差异，然后对信号进行编码以形成数字值。在讨论差异脉冲代码调制之前，我们必须了解缺点PCM（脉冲代码调制）．信号的样本之间是高度相关的。从当前样本到下一个样本的信号值相差不大。信号的相邻样本携带相同的信息，但差异很小。当这些样本被标准PCM系统编码时，编码后的信号包含一些冗余信息位。下图说明了这一点。

上图示出了由虚线表示的持续时间信号x（t）。该信号通过间隔ts，2ts，3ts ... nts以平顶采样采样。采样频率选择高于奈奎斯特速率。通过使用3位（7级）PCM来编码这些样本。将样品量化到最接近的数字电平，如上图中的小圆圈所示。每个样品的编码二进制值写在样本的顶部。只需观察到在4TS，5TS的样品中的上面的图形，并且6TS被编码到相同的值（110）。该信息只能携带一个样本值。但是三个样本携带相同的信息意味着冗余。

现在让我们考虑9TS和10TS的样本，仅由于最后一位和前两个比特的这些样本之间的差异是冗​​余的，因为它们不会改变。因此，为了使处理这种冗余信息并具有更好的输出。采取预测的采样值是一种智能决定，从其先前的输出中假设并以量化值汇总它们。这种过程称为差分PCM（DPCM）技术。

差分脉冲代码调制原理

如果冗余减少，则整体比特率将减少，并且传输一个样本所需的比特数也将减少。这种类型的数字脉冲调制技术称为差分脉冲代码调制。DPCM采用预测原则。从先前的样本预测本样本的值。预测可能不是精确的，但它非常接近实际样本值。

差分脉冲代码调制发射机

下图显示了DPCM发射器。发射机由比较者，量化器，预测滤波器和编码器。

采样信号由x（nts）表示，并且预测信号由x ^（nts）表示。比较器发现实际样本值x（nts）与预测值x ^（nts）之间的差异。这称为信号错误，它表示为e（nts）

e（nts）= x（nts） - x ^（nts）......（1）

这里通过使用预测值x ^（nts）预测滤波器（信号处理过滤器）．将量化器输出信号EQ（NTS）和先前预测添加并作为输入到预测滤波器，该信号由XQ（NTS）表示。这使得预测更接近实际采样信号。量化误差信号EQ（NTS）非常小，并且可以通过使用少量比特来编码。因此，DPCM中每个样品的比特数减少。

量化器输出将写入，

eq（nts）= e（nts）+ q（nts）......（2）

这里Q（NTS）是量化误差。从上面的框图通过X ^（NTS）和量化器输出EQ（NTS）的总和获得预测滤波器输入XQ（NTS）。

即，xq（nts）= x ^（nts）+ eq（nts）。.........。（3）

通过从等式（3）中的等式（2）从等式（2）代替EQ（NTS）的值，
xq（nts）= x ^（nts）+ e（nts）+ q（nts）......（4）

等式（1）可以写成，

e（nts）+ x ^（nts）= x（nts）......（5）

从上面的等式4和5我们得到，

XQ（NTS）= X（NTS）+ x（NTS）

因此，信号XQ（NTS）的量化版本是原始采样值和量化误差Q（NTS）的总和。量化误差可以是正的或负的。因此，预测过滤器的输出不依赖于其特性。

差分脉冲代码调制接收者

为了重建接收的数字信号，DPCM接收器（如下图所示）包括解码器和预测过滤器。在噪声的缺勤中，编码接收器输入将与编码的发射器输出相同。

正如我们上面所讨论的那样，预测因素基于以前的输出进行值。处理给予解码器的输入，并与预测器的输出总结输出，以获得更好的输出。这意味着在此首先，所有解码器将重建原始信号的量化形式。因此，接收器处的信号与通过量化误差Q（NTS）的实际信号不同，其永久地在重建信号中引入。

S.没有	参数	脉冲代码调制（PCM）	差分脉冲代码调制（DPCM）
1	比特数	它使用每个样本4,8或16位
2	水平，步长	固定步长。不能变化	使用固定数量的级别。
3.	位冗余	当下	可以永久删除
4.	量化误差和失真	取决于所使用的水平数量	斜率过载失真和量化噪声存在，但与PCM相比较少
5.	传输通道的带宽	由于不存在的位数，因此需要更高的带宽	低于PCM带宽
6.	反馈	TX和Rx中没有反馈	存在反馈
7.	符号的复杂性	复杂的	简单的
8.	信噪比（SNR）	好的	公平的

DPCM的应用

DPCM技术主要使用语音，图像和音频信号压缩。在具有连续样品之间的相关性的信号上进行的DPCM导致良好的压缩比率。在图像中，在视频信号中相邻像素之间存在相关性，相关性在连续帧中的相同像素和内部帧之间（其与图像内的相关性相同）。

该方法适用于实时应用。了解这种医学压缩方法和实时应用的方法，如远程医疗和在线诊断。因此，它可以有效地对无损或近无损医学图像压缩的无损压缩和实现。

这是关于差分脉冲代码调制工作。我们认为本文中给出的信息有助于您更好地了解这一概念。此外，关于本文的任何疑问或在实施方面的任何帮助2021欧洲杯足球竞猜官方平台电气和电子产品项目，您可以通过评论下面的评论部分来接近我们。这是一个问题的问题，预测器在DPCM技术中的作用是什么？