PULSE CODE MODULATION에 관한 요약 보고서

소개글

PULSE CODE MODULATION에 관한 요약 보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적
2. 사전지식
3. 이론
4. 펄스변조
5. 표본화
6. 양자화
7. 부호화
8. 복호화

본문내용

호를 이산 크기 값을 갖는 신호로 변환.
-양자화를 거친 신호는 시간축과 진폭축에서 불연속적인 신호.
-결론적으로, 양자화란 신호의 크기를 미리 정해진 유하한 값 중의 한 값으로 대체시키는 과정
균일 양자화
양자화기에 입력되는 신호 x(t)의 범위가 (-mp , mp)라 하고 L개의 균일한 간격으로 나누어 양자화
진폭 범위를 균일한 구간으로 나누어 양자화를 하는 방식
표본화된 값은 그 표본 값이 속한 양자화 레벨 구간의 중앙 값으로 양자화
양자화된 값은 부호화기에서 이진 값으로 부호화되어 이진 펄스 형태로 전송
이때 레벨 수 L과 부호기에서 부호화된 비트 수 I는 다음과 같은 관계
나) 균일양자화기 : 양자화 간격을 균일하게 나누어 양자화 기능을 수행하는 장치
다) 양자화잡음
양자화 과정에서는 원 신호의 값을 특정 값으로 근사화하기 때문에 오차를 피할 수 없으며 표본점의 실제값 x(KTs)와 이를 정해진 레벨로 양자화 시킨 값 Xq(kTs)의 차
※어떻게 하면 양자화 잡음을 줄일 수 있을까?
양자화 잡음을 줄이기 위해서는 양자화 간격의 폭인 v값을 작게 하면 되는데 v값이 작아짐에 따라 레벨 수가 많아지고 부호화 과정에서 더 많은 비트수를 발생하는 단점이 발생한다.
3.부호화
부호화는 일정주기로 표본화 되어 양자화 단계에서 결정된 PAM 신호의 진폭 값을 “0” 과 ”1” 로 조합된 2진 부호로 바꾸는 것이다. 부호기는 A/D변환 시에 양자화와 부호화를 동시에 실현 시키는데, 부호 변환 방법에 따라 계수형, 행 순차 비교형, 축차 비교형, 직독형 등이 있다.
이 중 가장 많이 사용되는 것이 축차 비교형(Successive Approximation Coder)이다.
이 방식은 진폭과 전압을 비교하여 진폭이 전압보다 크면 “1”로 , 적으면 “0” 으로 나타낸다.
PCM 통신의 2진 부호방법은 자연 2진 부호, 교번 2진 부호, 절반2진 부호 등이 있으나 PCM 장치에서는 양자화 레벨의 중앙을 기준하여 최상위 비트(MSB:most significant bit)는 극성을 표시하는 “1” 또는 “0’으로 정하고 그 이외의 자리는 자연 2진 부호(8421코드)로 사용한다.
가) 부호화 방법
PCM방식에서는 8bit로서 양자화 레벨 256 단계를 나타낸다. 즉, 8비트의 구조를 보면...
첫번 째 비트는 극성으로서 "1"은 +를, "0"은 -를 나타내고,
2,3,4번째 비트는 절선을,
5,6,7번째 비트는 분절을 나타낸다.
위의 그림은 절선 8단계 (3비트 : 23 ), 절선 내에 분절 16단계 (4비트 : 24 )를 가지고 있는 그림이다
부호화 하는 방법은 우선 부호(Sign) 1개의 비트를 결정하고,두번째 절선(Segment) 3개의
비트를 결정, 세번째 분절(Step) 4개의 비트를 결정하게 된다.
나) 부호화 방법의 예
위에서 설명한 부호화 방법을 예를 들어 설명하면 이해가 빠를 것이다.
만약 양자화된 음성 레벨이 ＋87을 가질 때 부호화 시켜 보자
(축차 비교형과 자연 2진부호를 사용)
①부호가 ＋이므로 1번째 비트는 1
②절선의 결정
→87은 0과 128의 중간값 64 보다 크므로 2번째 비트는 1
→87은 64와 128의 중간값 96과 비교해서 적으므로 3번째비트는 0
→87은 64와 96의 중간값 80과 비교해서 크므로 4번째 비트는 1
③분절의 결정
→87은 6번째 절선( 80 ~ 96 사이)으로 결정 되었음
→87은 80과 96의 중간값 88보다 작으므로 5번째 비트는 0
→87은 80과 88의 중간값 84보다 크므로 6번째 비트는 1
→87은 84와 88의 중간값 86보다 크므로 7번째 비트는 1
→87은 86과 88의 중간값 87과 같으므로 8번째 비트는 1
4. 복호화
전송로를 통해서 수신된 8비트 2진 PCM펄스는 복호기를 통해 표본펄스의 진폭 값으로 원상 시켜 원래의 진폭 값을 갖는 PAM 신호로 다시 만든다.
즉 수신측에서 수신된 PCM신호를 원래의 아날로그 신호로 다시 바꿔주는 것을 말한다. PCM 신호를 아날로그 신호로 바꿔주기 위해서는 PCM 보호화에 대한 역 변환을 시켜주면 되는데, 일단 PCM부호를 PAM신호로 바꾸고 이 신호를 저역 통과필터(LPF)에 과시켜 아날로그 파형으로 만들어 준다.
복호기에는 PCM 신호의 각 비트값에 비례하는 전압(전류)을 발생하는 회로를 설치해서 입력 PCM신호의 비트부호에 따라 ’1’에 해당되는 전압*전류)원의 각 스위치를 동시에 닫아서 인가되는 전압(전류) 총합이 PAM으로 출력된다.

키워드

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