Truyền số liệuData Communication

Lê Đắc Nhường

Khoa Toán Tin - Trường Đại học Hải Phòng

E-mail: Nhuongld@yahoo.com

Cell Phone: 0987.394.900

2/

Yêu cầu số hoá:

Chuyển đổi dữ liệu tương tựtín 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 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 Demodulation components

3.3.3 So sánh PCM - DM19/19

Về lấy mẫu:

Trong PCM: L mức lượng tử hoá, n bit biểu diễn cho 1 mẫu

n= log2L

Trong DM: tín hiệu đã điều biến mang thông tin về sự khác nhau của

các mẫu liên tiếp. Nếu sự khác nhau là âm hay dương thì một xung

âm hay dương tương ứng được phát ra trong tín hiệu đã điều biến.

Về cơ bản DM mang thông tin về sự lệch của tín hiệu vào

tên gọi là điều biến delta.

DM thực hiện dễ dàng hơn so với PCM.