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

Nếu tín hiệu được lấy mẫu trong các khoảng thời gian đều đặn và với tốc độ gấp 2 lầm tần số của tín hiệu cao nhất...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 3: Mã hóa và điều chế dữ liệu - phần 3Truyền số liệu Data Communication Lê Đắc Nhường Khoa Toán Tin - Trường Đại học Hải Phòng E-mail: Nhuongld@yahoo.com Cell Phone: 0987.394.900 3.3 Tín hiệu tương tự  Dữ liệu số (Analog Signal - Digital Data)2/ 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  3.3 Tín hiệu tương tự  Dữ liệu số (Analog Signal - Digital Data)3/ 3.3.1 Pulse Code Modulation (PCM)4/19 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. 3.3.1 Pulse Code Modulation (PCM)5/19 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. 3.3.1 Pulse Code Modulation (PCM)6/19 Figure: Components of PCM encoder 3.3.1 Pulse Code Modulation (PCM)7/19 Figure:Three different sampling methods for PCM 3.3.1 Pulse Code Modulation (PCM)8/19 3.3.1 Pulse Code Modulation (PCM)9/19 Figure: Recovery of a sampled sine wave for different sampling rates 3.3.1 Pulse Code Modulation (PCM)10/19 Figure:Quantization and encoding of a sampled signal 3.3.1 Pulse Code Modulation (PCM)11/19 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  3.3.1 Pulse Code Modulation (PCM)12/19 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. 3.3.1 Pulse Code Modulation (PCM)13/19 Figure: Components of a DM decoder 3.3.2 Delta modulation (DM)14/19 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 3.3.2 Delta modulation (DM)15/19 Điều biến Delta  3.3.2 Delta modulation (DM)16/19 Điều biến Delta  3.3.2 Delta modulation (DM)17/19 Điều biến Delta  Figure: Delta modulation components 3.3.2 Delta modulation (DM)18/19 Điều biến Delta  Figure: Delta Demo ...