PCM

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Przebieg analogowy (linia czerwona) i odpowiadający mu przebieg (punkty niebieskie) odtworzony przy pomocy 4-bitowego kodowania PCM

PCM (ang. Pulse-Code Modulation) – metoda reprezentacji sygnału analogowego w systemach cyfrowych, używana w telekomunikacji, w cyfrowej obróbce sygnału (np. w procesorach dźwięku), do przetwarzania obrazu, do zapisu muzyki na płytach CD (CD-Audio) i w wielu zastosowaniach przemysłowych.

Fala akustyczna – rozchodzące się w ośrodku zaburzenie gęstości (i ciśnienia) w postaci fali podłużnej, któremu towarzyszą drgania cząsteczek ośrodka. Ośrodki, w których mogą się poruszać, to ośrodki sprężyste (ciało stałe, ciecz, gaz). Zaburzenia te polegają na przenoszeniu energii mechanicznej przez drgające cząstki ośrodka (zgęszczenia i rozrzedzenia) bez zmiany ich średniego położenia.Maska telekomunikacyjna (ang. pulse mask) – termin stosowany przy pomiarach cyfrowych traktów telekomunikacyjnych. Aby odbiornik, mógł właściwie zinterpretować przesyłane dane, sygnał przenoszony przez tor transmisyjny powinien mieć ściśle określony kształt. Na skutek różnych niepożądanych zjawisk (takich jak odbicia, spadki napięcia i mocy, nieliniowość stopni mocy odbiorników i nadajników, fluktuację fazy itp.) kształt odebranego impulsu zwykle nie jest idealny (i różni się od sygnału na wyjściu nadajnika).

LPCM (ang. Linear Pulse-Code Modulation) – specyficzny typ kodowania PCM, w którym poziomy kwantyzacji są równomierne liniowo. Jest on przeciwieństwem tych odmian metody PCM, w których poziomy kwantyzacji zmieniają się w funkcji amplitudy. Choć PCM jest bardziej ogólnym pojęciem, to często jest właśnie stosowany do opisywania danych zakodowanych jako LPCM.

Kwantyzacja to nieodwracalne nieliniowe odwzorowanie statyczne zmniejszające dokładność danych przez ograniczenie ich zbioru wartości. Zbiór wartości wejściowych dzielony jest na rozłączne przedziały. Każda wartość wejściowa wypadająca w określonym przedziale jest w wyniku kwantyzacji odwzorowana na jedną wartość wyjściową przypisaną temu przedziałowi, czyli tak zwany poziom reprezentacji. W rozumieniu potocznym proces kwantyzacji można przyrównać do "zaokrąglania" wartości do określonej skali.Próbkowanie (dyskretyzacja, kwantowanie w czasie) - proces tworzenia sygnału dyskretnego, reprezentującego sygnał ciągły za pomocą ciągu wartości nazywanych próbkami. Zwykle jest jednym z etapów przetwarzania sygnału analogowego na cyfrowy.

Metoda ta polega na rejestrowaniu wartości chwilowej sygnału analogowego (próbkowaniu) w określonych, najczęściej równych odstępach czasu, czyli z określoną częstością, zwaną częstotliwością próbkowania. Wartość chwilowa sygnału jest przedstawiana za pomocą słowa kodowego, którego wartości odpowiadają wybranym przedziałom kwantyzacji sygnału wejściowego. Przypisanie zakresu wartości analogowej pojedynczej wartości cyfrowej, nazywane jest kwantyzacją sygnału i prowadzi do powstania błędu kwantyzacji, czyli pewnej niedokładności związanej z zaokrągleniem wartości rzeczywistej. Im większa częstotliwość próbkowania i im więcej bitów słowa kodowego reprezentuje każdą próbkę, tym dokładność reprezentacji jest większa, a tak zapisany sygnał dyskretny jest wierniejszy oryginałowi. Aby uzyskać bezstratną informacyjnie zamianę sygnału ciągłego na dyskretny, należy tak dobrać częstotliwość próbkowania, by połowa tej częstotliwości (zob. częstotliwość Nyquista) była większa od najwyższej częstotliwości spośród składowych harmonicznych próbkowanego sygnału. Liczba poziomów kwantyzacji jest zazwyczaj potęgą liczby 2, ponieważ do zapisu próbek używa się słów binarnych, i wyraża się wzorem 2, gdzie n to liczba bitów przeznaczona na pojedynczą próbkę.

Biblioteka Narodowa Izraela (hebr. הספרייה הלאומית; dawniej: Żydowska Biblioteka Narodowa i Uniwersytecka, hebr. בית הספרים הלאומי והאוניברסיטאי) – izraelska biblioteka narodowa w Jerozolimie.Częstotliwość próbkowania to wartość określająca liczbę próbek w jednostce czasu (zwykle sekund) pobranych z sygnału ciągłego w celu uzyskania sygnału dyskretnego.

Dźwięk w formacie PCM może być zapisywany z różną częstotliwością próbkowania, najczęściej jest to 8 kHz (niektóre standardy telefonii) lub 44,1 kHz (płyty CD-Audio), oraz różną rozdzielczością, najczęściej 8, 16, 20 lub 24 bitów na próbkę, może reprezentować 1 kanał (dźwięk monofoniczny), 2 kanały (stereofonia dwukanałowa) lub więcej (dźwięk dookólny). Reprezentacja dźwięku próbkowana z częstotliwością 44,1 kHz i rozdzielczością 16 bitów na próbkę (2 = 65.536 możliwych wartości amplitudy fali dźwiękowej na próbkę) jest uważana za bardzo wierną swemu oryginałowi, ponieważ pokrywa cały zakres pasma częstotliwości słyszalnych przez człowieka oraz prawie cały zakres rozpiętości dynamicznej słyszalnych dźwięków.

Encyklopedia Britannica (ang. Encyclopædia Britannica) – najstarsza wydawana do chwili obecnej i najbardziej prestiżowa encyklopedia angielskojęzyczna. Artykuły w niej zamieszczane uważane są powszechnie przez czytelników za obiektywne i wiarygodne.Library of Congress Control Number (LCCN) – numer nadawany elementom skatalogowanym przez Bibliotekę Kongresu wykorzystywany przez amerykańskie biblioteki do wyszukiwania rekordów bibliograficznych w bazach danych i zamawiania kart katalogowych w Bibliotece Kongresu lub u innych komercyjnych dostawców.

Zobacz też[ | edytuj kod]

  • ADPCM
  • DPCM
  • maska telekomunikacyjna
  • PDH
  • Linki zewnętrzne[ | edytuj kod]

  • Zalecenie ITU-T G.711 Pulse Code Modulation (PCM) of voice frequencies
  • CD-Audio, Audio-CD, CD-DA (ang. Compact Disc Digital Audio) – standard cyfrowego zapisu dźwięku na płycie kompaktowej, wykorzystujący do tego celu kodowanie PCM o częstotliwości próbkowania 44,1 kHz i rozdzielczości 16 bitów na próbkę.Herc (Hz) – jednostka miary częstotliwości w układzie SI (jednostka pochodna układu SI) i w wielu innych, np. CGS, MKS i MKSA. Definiuje się ją jako liczbę cykli na sekundę.




    Warto wiedzieć że... beta

    Biblioteka Narodowa Francji (fr. Bibliothèque nationale de France, BnF) – francuska biblioteka narodowa, znajdująca się w Paryżu. Przewidziana jest jako repozytorium dla wszystkich materiałów bibliotecznych, wydawanych we Francji. Obecnym dyrektorem Biblioteki jest Bruno Racine.
    Płyta kompaktowa (ang. Compact Disc, CD-ROM – Compact Disc – Read Only Memory) — poliwęglanowy krążek z zakodowaną cyfrowo informacją do bezkontaktowego odczytu światłem lasera optycznego. Zaprojektowany w celu nagrywania i przechowywania dźwięku, przy użyciu kodowania PCM, który dzisiaj jest tylko jednym ze standardów cyfrowego zapisu dźwięku. Taką płytę nazywa się CD-Audio. Dzięki dużej jak na swoje czasy pojemności, niezawodności i niskiej cenie, dysk kompaktowy stał się popularnym medium do zapisywania danych.
    Modulacja – samorzutna lub celowa zmiana parametrów sygnału. Jeżeli modulowane są sygnały sinusoidalne, to proces ten może powodować zmiany amplitudy, częstotliwości lub fazy drgań. W przypadku fal prostokątnych (często stosowanych w technice cyfrowej) procesowi modulacji podlega szerokość, amplituda, pozycja (układ) oraz gęstość impulsów.
    Sygnał dyskretny – model wielkości zmiennej, która jest określona tylko w dyskretnych chwilach czasu. Najczęściej jest to sygnał powstały poprzez próbkowanie sygnału ciągłego.
    Telekomunikacja – dziedzina techniki i nauki, zajmująca się transmisją wszelkiego rodzaju informacji na odległość. Obejmuje również sposoby przetwarzania tych informacji, kodowanie, sprzęt telekomunikacyjny, teorie propagacji, sieci telekomunikacyjne i wiele innych zagadnień. Obecnie telekomunikacja w coraz większym stopniu zależy od rozwiązań informatycznych i zaczyna odgrywać coraz większe znaczenie w sieciach komputerowych. Wykonywana jest przy użyciu środków łączności.
    ADPCM (z ang. Adaptive Differential Pulse Code Modulation) – adaptacyjna różnicowa modulacja kodowo-impulsowa. Jest to metoda kompresji cyfrowego zapisu dźwięku oraz technika kodowania analogowego sygnału mowy na postać cyfrową PCM w celu zmniejszenia ilości danych i transmisji przez kanał o przepływnościach od 16 do 32 kb/s.
    DPCM (ang. Differential Pulse Code Modulation) – to metoda kompresji stratnej przeznaczona głównie dla sygnałów dźwiękowych. Różnicowa modulacja kodowo-impulsowa (DPCM) opiera się na zasadach kodowania sygnału zastosowanych w modulacji kodowo-impulsowej (PCM). Różnica polega na tym, że nadajnik DPCM próbkuje otrzymany sygnał, a następnie koduje jedynie różnicę pomiędzy próbką rzeczywistą a przewidywaną. Zatem słowa kodowe metody DPCM reprezentują różnice pomiędzy próbkami natomiast słowa kodowe metody PCM konkretne wartości próbek. Odbiornik odtwarza oryginalny sygnał na podstawie przewidzianej przez siebie wartości oraz otrzymanej różnicy.

    Reklama