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पल्स कोड मॉड्यूलेशन एक विधि है कि एक कन्वर्ट करने के लिए प्रयोग किया जाता है डिजिटल सिग्नल में एनालॉग सिग्नल ताकि डिजिटल संचार नेटवर्क के माध्यम से एक संशोधित एनालॉग सिग्नल प्रसारित किया जा सके। पीसीएम द्विआधारी रूप में है, इसलिए केवल दो संभावित राज्य उच्च और निम्न (0 और 1) होंगे। हम डिमॉड्यूलेशन द्वारा अपने एनालॉग सिग्नल को वापस भी पा सकते हैं। पल्स कोड मॉड्यूलेशन प्रक्रिया तीन चरणों नमूनाकरण, मात्रा का ठहराव और कोडिंग में की जाती है। दो विशिष्ट प्रकार के पल्स कोड मॉड्यूलेशन हैं जैसे कि अंतर पल्स कोड मॉड्यूलेशन (DPCM) और एडेप्टिव डिफरेंस पल्स कोड मॉड्यूलेशन (ADPCM)

“ट्रांसफार्मर पीडीएफ का कार्य सिद्धांत ”

पीसीएम के ब्लॉक आरेख

यहां चरणों का एक ब्लॉक आरेख है जो पीसीएम में शामिल है।

सैंपलिंग में, हम PAM सैंपलर का उपयोग कर रहे हैं जो पल्स एम्प्लिट्यूड मॉड्यूलेशन सैम्पलर है जो निरंतर आयाम सिग्नल को असतत-टाइम-निरंतर सिग्नल (PAM दालों) में परिवर्तित करता है। पीसीएम का मूल ब्लॉक आरेख बेहतर समझ के लिए नीचे दिया गया है।

पल्स कोड मॉड्यूलेशन क्या है?

पर एक एनालॉग वेवफॉर्म से पल्स कोड संग्राहक तरंग को प्राप्त करने के लिए ट्रांसमीटर संचार सर्किट का अंत (स्रोत), नियमित समय अंतराल पर एनालॉग सिग्नल के नमूनों का आयाम। नमूना दर या प्रति सेकंड नमूनों की संख्या अधिकतम आवृत्ति से कई गुना अधिक है। बाइनरी फॉर्म में परिवर्तित संदेश सिग्नल आमतौर पर उन स्तरों की संख्या में होगा जो हमेशा 2 की शक्ति के होते हैं। इस प्रक्रिया को मात्रा का ठहराव कहा जाता है।

पीसीएम सिस्टम के मूल तत्व

रिसीवर के अंत में, एक पल्स कोड डेमोडुलेटर बाइनरी सिग्नल को दालों में वापस उसी क्वांटम स्तरों के साथ विनियामक के रूप में डीकोड करता है। आगे की प्रक्रियाओं से, हम मूल एनालॉग तरंग को बहाल कर सकते हैं।

पल्स कोड मॉड्यूलेशन थ्योरी

यह उपरोक्त ब्लॉक आरेख पीसीएम की पूरी प्रक्रिया का वर्णन करता है। निरंतर-समय का स्रोत संदेश का संकेत एक कम पास फिल्टर के माध्यम से पारित किया है और फिर नमूना, मात्रा का ठहराव, एन्कोडिंग किया जाएगा। हम विस्तार से कदम से कदम देखेंगे।

सैम्पलिंग

नमूनाकरण असतत इंस्टेंट पर एक निरंतर-समय सिग्नल के आयाम को मापने की एक प्रक्रिया है, निरंतर सिग्नल को असतत सिग्नल में परिवर्तित करता है। उदाहरण के लिए, नमूनों के अनुक्रम में ध्वनि तरंग का रूपांतरण। नमूना समय में एक मूल्य या मूल्यों का सेट है या इसे स्थान दिया जा सकता है। सैम्पलर एक निरंतर सिग्नल के नमूने निकालता है, यह एक सबसिस्टम आदर्श नमूना है जो ऐसे नमूने उत्पन्न करता है जो निर्दिष्ट विभिन्न बिंदुओं पर निरंतर सिग्नल के तात्कालिक मूल्य के बराबर होते हैं। सैंपलिंग प्रक्रिया फ्लैट-टॉप पल्स एम्प्लिट्यूड मॉड्यूलेटेड (PAM) सिग्नल उत्पन्न करती है।

एनालॉग और सैम्पल सिग्नल

नमूनाकरण आवृत्ति, Fs प्रति सेकंड औसत नमूनों की संख्या है जिसे नमूना दर भी कहा जाता है। Nyquist प्रमेय के अनुसार नमूना दर ऊपरी कटऑफ आवृत्ति का कम से कम 2 गुना होना चाहिए। नमूनाकरण आवृत्ति, एफएस> = 2 * एमीअसिंग प्रभाव से बचने के लिए fmax। यदि नमूने की आवृत्ति Nyquist दर की तुलना में बहुत अधिक है, तो यह ओवरसम्पलिंग बन जाता है, सैद्धांतिक रूप से एक बैंडविड्थ-सीमित सिग्नल को फिर से संगठित किया जा सकता है यदि Nyquist दर से ऊपर नमूना लिया जाए। यदि नमूने की आवृत्ति Nyquist दर से कम है तो यह अंडरसमैमिंग बन जाएगा।

नमूना प्रक्रिया के लिए मूल रूप से दो प्रकार की तकनीकों का उपयोग किया जाता है। वे हैं 1. प्राकृतिक नमूनाकरण और 2. समतल शीर्ष नमूनाकरण।

परिमाणीकरण

परिमाणीकरण में, एक आयाम के साथ एक एनालॉग नमूना जो एक आयाम के साथ एक डिजिटल नमूना में परिवर्तित होता है जो मात्रात्मक मूल्यों के एक विशेष रूप से परिभाषित सेट में से एक लेता है। परिमाणीकरण कुछ अलग स्तरों में एनालॉग नमूनों के संभावित मूल्यों की सीमा को विभाजित करके और प्रत्येक स्तर के केंद्र मूल्य को परिमाणीकरण अंतराल में किसी भी नमूने को सौंपने के द्वारा किया जाता है। परिमाणीकरण समांतर नमूना मानों को निकटतम परिमाणीकरण मूल्यों के साथ जोड़ देता है। तो लगभग सभी मात्रा वाले नमूने मूल मात्रा से थोड़ी मात्रा में अलग होंगे। उस राशि को परिमाणीकरण त्रुटि कहा जाता है। इस परिमाणीकरण त्रुटि का परिणाम यह है कि हम एक यादृच्छिक संकेत खेलते समय एक हिसिंग शोर सुनेंगे। एनालॉग नमूनों को बाइनरी संख्याओं में परिवर्तित करना जो 0 और 1 हैं।

ज्यादातर मामलों में, हम एक समान मात्रा का उपयोग करेंगे। नमूना मान एक परिमित सीमा (Fmin, Fmax) में होने पर यूनिफ़ॉर्म परिमाणीकरण लागू होता है। कुल डेटा रेंज 2n स्तरों में विभाजित है, इसे L अंतराल होने दें। उनके पास एक समान लंबाई होगी Q. Q को क्वांटिज़ेशन इंटरवल या क्वांटिज़ेशन स्टेप साइज के रूप में जाना जाता है। एकसमान परिमाणीकरण में, कोई परिमाणीकरण त्रुटि नहीं होगी।

यूनिफ़ॉर्मली क्वांटाइज़्ड सिग्नल

जैसा कि हम जानते हैं,
L = 2n, फिर स्टेप साइज Q = (Fmax - Fmin) / L

“तुलनित्र के रूप में op amps का उपयोग करना ”

अंतराल I को मध्य मान पर मैप किया जाता है। हम केवल निर्धारित मूल्य के सूचकांक मूल्य को संग्रहीत या भेजेंगे।

परिमाणित मूल्य क्यूई (F) = [F - Fmin / Q] का एक सूचकांक मूल्य

परिमाणित मान Q (F) = Qi (F) Q + Q / 2 + Fmin

लेकिन समान मात्राकरण में कुछ समस्याएं उठाई गई हैं जो हैं

समान रूप से वितरित सिग्नल के लिए केवल इष्टतम।
वास्तविक ऑडियो सिग्नल शून्य के पास अधिक केंद्रित होते हैं।
मानव कान छोटे मूल्यों पर परिमाणीकरण त्रुटियों के लिए अधिक संवेदनशील है।

इस समस्या का समाधान गैर-वर्दी परिमाणीकरण का उपयोग कर रहा है। इस प्रक्रिया में, परिमाणीकरण अंतराल शून्य के पास छोटा होता है।

कोडन

एनकोडर ने मात्रात्मक नमूनों को एनकोड किया। प्रत्येक मात्रा का नमूना एक में एन्कोडेड है 8-बिट कोडवर्ड एन्कोडिंग प्रक्रिया में ए-कानून का उपयोग करके।

बिट 1 सबसे महत्वपूर्ण बिट (MSB) है, यह नमूने की ध्रुवीयता का प्रतिनिधित्व करता है। '1' सकारात्मक ध्रुवीयता का प्रतिनिधित्व करता है और '0' नकारात्मक ध्रुवीयता का प्रतिनिधित्व करता है।
बिट 2,3 और 4 नमूना मूल्य के स्थान को परिभाषित करेगा। ये तीनों बिट्स मिलकर निम्न स्तर के नकारात्मक या सकारात्मक नमूनों के लिए एक रैखिक वक्र बनाते हैं।
बिट 5,6,7 और 8 कम से कम महत्वपूर्ण बिट्स (एलएसबी) हैं, यह खंडों में से एक का प्रतिनिधित्व करता है। प्रत्येक खंड को 16 क्वांटम स्तरों में विभाजित किया गया है।

PCM विभेदक पल्स कोड मॉड्यूलेशन (DPCM) और एडेप्टिव डिफरेंशियल Pulse कोड मॉड्यूलेशन (ADPCM) दो प्रकार के होते हैं।

डीपीसीएम में केवल एक नमूने और पिछले मूल्य के बीच अंतर एन्कोडेड है। अंतर कुल नमूना मूल्य से बहुत छोटा होगा इसलिए हमें साधारण पीसीएम की तरह सटीकता प्राप्त करने के लिए कुछ बिट्स की आवश्यकता होगी। ताकि आवश्यक बिट दर भी कम हो जाए। उदाहरण के लिए, 5-बिट कोड में 1 बिट ध्रुवीयता के लिए और शेष 4 बिट्स 16 क्वांटम स्तरों के लिए है।

ADPCM मात्रात्मक स्तरों को एनालॉग सिग्नल विशेषताओं के अनुकूलन के द्वारा प्राप्त किया जाता है। हम पूर्ववर्ती नमूना मूल्यों के साथ मूल्यों का अनुमान लगा सकते हैं। त्रुटि का आकलन डीपीसीएम के समान ही किया जाता है। अनुमानित मूल्य और नमूने के बीच 32Kbps ADPCM विधि अंतर में, मूल्य को 4 बिट्स के साथ कोडित किया गया है, जिससे हमें 15 क्वांटम स्तर मिलेंगे। इस पद्धति में डेटा दर पारंपरिक पीसीएम का आधा है।

पल्स कोड डिमॉड्यूलेशन

पल्स कोड डिमॉड्यूलेशन वही कर रहा होगा मॉड्यूलेशन प्रक्रिया उलटे हुए। डिमॉड्यूलेशन डिकोडिंग प्रक्रिया से शुरू होता है, ट्रांसमिशन के दौरान पीसीएम सिग्नल शोर हस्तक्षेप से प्रभावित होगा। इसलिए, पीसीएम सिग्नल पीसीएम डेमोडुलेटर में भेजने से पहले, हमें सिग्नल को मूल स्तर में पुनर्प्राप्त करना होगा, इसके लिए हम एक तुलनित्र का उपयोग कर रहे हैं। पीसीएम सिग्नल एक श्रृंखला पल्स वेव सिग्नल है, लेकिन डिमॉड्यूलेशन के लिए, हमें समानांतर होने के लिए एक लहर की आवश्यकता होती है।

समानांतर कनवर्टर के लिए एक धारावाहिक का उपयोग करके श्रृंखला पल्स वेव सिग्नल को समानांतर डिजिटल सिग्नल में परिवर्तित किया जाएगा। उसके बाद सिग्नल एन-बिट्स डिकोडर से गुजरेगा, यह डिजिटल से एनालॉग कनवर्टर होना चाहिए। विकोडक डिजिटल सिग्नल के मूल परिमाणीकरण मूल्यों को पुनः प्राप्त करता है। इस परिमाणीकरण मूल्य में मूल ऑडियो संकेतों के साथ उच्च आवृत्ति वाले हारमोनिक्स भी शामिल हैं। अनावश्यक संकेतों से बचने के लिए हम अंतिम भाग में एक कम-पास फिल्टर का उपयोग करते हैं।

पल्स कोड मॉडुलन लाभ

एनालॉग सिग्नल को उच्च गति वाले डिजिटल पर प्रसारित किया जा सकता है संचार तंत्र ।
उपयुक्त कोडिंग विधियों के उपयोग से त्रुटि होने की संभावना कम हो जाएगी।
पीसीएम का उपयोग टेलकम सिस्टम, डिजिटल ऑडियो रिकॉर्डिंग, डिजिटल वीडियो स्पेशल इफेक्ट, डिजिटल वीडियो, वॉयस मेल में किया जाता है।
PCM का उपयोग रेडियो नियंत्रण इकाइयों में ट्रांसमीटरों के रूप में भी किया जाता है और रिमोट-नियंत्रित कारों, नावों, विमानों के लिए एक रिसीवर के रूप में भी किया जाता है।
पीसीएम सिग्नल सामान्य संकेतों की तुलना में हस्तक्षेप के लिए अधिक प्रतिरोधी है।

यह सब के बारे में है पल्स कोड मॉड्यूलेशन और डिमॉड्यूलेशन । हमारा मानना है कि इस अवधारणा की बेहतर समझ के लिए इस लेख में दी गई जानकारी आपके लिए मददगार है। इसके अलावा, इस लेख के बारे में कोई प्रश्न या कार्यान्वयन में कोई मदद बिजली और इलेक्ट्रॉनिक्स परियोजनाओं , आप नीचे टिप्पणी अनुभाग में टिप्पणी करके हमसे संपर्क कर सकते हैं। यहाँ आपके लिए एक प्रश्न है, पल्स कोड मॉड्यूलेशन के अनुप्रयोग क्या हैं?

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