DigComm_02.ppt

‫دیجیتال‬‫به‬‫نالوگ‬‫آ‬‫تبدیل‬
‫دوم‬‫بخش‬
Slide 1
Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh

‫د‬‫ر‬‫بو‬‫کی‬‫یا‬‫کلید‬ ‫صفحه‬‫مابین‬‫آتی‬‫ر‬‫مخاب‬‫توکل‬‫و‬‫پر‬‫یح‬‫ر‬‫تش‬
(AT)
‫و‬
PC
‫دآده‬‫آنتقال‬ ‫در‬
‫میتوآن‬‫آ‬‫ر‬‫کامپیوتر‬‫یک‬‫کیس‬‫و‬‫د‬‫ر‬‫بو‬‫کی‬‫بین‬‫آطالعات‬ ‫تبادل‬
‫نمود‬‫معرفی‬‫پایه‬‫باند‬‫سیستم‬‫یک‬‫آز‬‫آئی‬‫نمونه‬
.
‫میشود‬‫نامیده‬‫ن‬‫و‬‫سنکر‬‫یال‬‫ر‬‫س‬ ‫آتی‬‫ر‬‫مخاب‬‫سیستم‬‫یک‬‫آصطالحا‬ ‫که‬‫سیستم‬‫آین‬
.
‫کابل‬‫یک‬‫توسط‬
5
‫آ‬‫ر‬‫کلید‬‫هر‬‫با‬‫متناظر‬‫آطالعاتی‬‫کدهای‬‫پین‬
‫میشوند‬‫دآده‬ ‫آنتقال‬‫بوط‬‫ر‬‫م‬‫ولتاژهای‬ ‫همچنین‬‫و‬‫آطالعات‬‫سایر‬‫آه‬‫ر‬‫بهم‬
:
‫پین‬
2
:
‫آطالعات‬‫آرسال‬
‫پین‬
1
:
‫ساعت‬‫پالس‬
(
‫فرکانس‬‫با‬‫سیگنالی‬
10-20kHz
)
‫پین‬
5
:
‫ولتاژ‬
5V
‫پین‬
4
:
‫زمین‬
‫به‬‫کد‬‫یک‬‫کلید‬‫هر‬‫فشردن‬‫آز‬‫پس‬
PC
‫بنام‬‫کد‬‫یک‬‫نیز‬‫ن‬‫آ‬‫کردن‬‫رها‬‫با‬‫و‬‫آرسال‬
release-code
‫میگردد‬‫آرسال‬‫نیز‬
.

‫آنگلیسی‬‫مطبوعات‬‫در‬‫ف‬‫و‬‫حر‬‫آحتماالت‬
‫حرف‬ ‫آحتمال‬ ‫حرف‬ ‫آحتمال‬ ‫حرف‬ ‫آحتمال‬
A 0.0642 E 0.1031 I 0.0575
B 0.0127 F 0.0208 J 0.0008
C 0.0218 G 0.0152 K 0.0049
D 0.0317 H 0.0467 L 0.0321
M 0.0198 Q 0.0008 U 0.0228
N 0.0574 R 0.0484 V 0.0083
O 0.0632 S 0.0514 W 0.0175
P 0.0152 T 0.0796 X 0.0013
Y 0.0164 Z 0.0005 blank 0.1859
3

‫کامپیوتر‬‫کلید‬‫صفحه‬ ‫کدهای‬‫برخی‬

‫مثال‬
:
‫حرف‬‫با‬‫متناظر‬‫آرسالی‬‫سیگنال‬
“A”
‫به‬ ‫د‬‫ر‬‫بو‬‫کی‬
PC

Coding ‫ی‬‫گذار‬‫کد‬

‫نمود‬ ‫یف‬‫ر‬‫تع‬‫کلی‬‫بخش‬ ‫دردو‬‫میتوآن‬‫آ‬‫ر‬‫کدینگ‬
:
•
‫منبع‬‫کدینگ‬
:
‫احت‬‫هم‬ ‫بیتهای‬‫دنباله‬‫به‬ ‫تبدیل‬‫ا‬‫ر‬‫منبع‬‫جی‬‫و‬‫خر‬ ‫سیگنال‬
‫تاکید‬‫با‬ ‫ا‬‫ر‬‫مالی‬
‫میشود‬‫انجام‬‫کانال‬ ‫ظرفیت‬ ‫ی‬‫ثرساز‬‫برحداک‬
.
•
‫کانال‬ ‫کدینگ‬
:
‫می‬‫انجام‬ ‫تباطی‬‫ر‬‫ا‬‫کانال‬‫با‬ ‫ن‬‫ا‬‫تطبیق‬‫و‬‫پیام‬ ‫حفاظت‬ ‫هدف‬‫با‬
‫گیرد‬
.

‫نالوگ‬‫آ‬‫سیگنال‬‫هر‬‫تبدیل‬
(
‫دیگر‬ ‫نالوگ‬‫آ‬ ‫پیام‬‫ر‬‫ه‬ ‫یا‬‫صحبت‬
)
‫بعنوآن‬‫دیجیتال‬‫فرم‬‫به‬
Waveform
Coding
‫دیگری‬ ‫عملیاتهای‬‫برخی‬‫آی‬‫ر‬‫ب‬‫کدینگ‬ ‫وآژه‬‫کنیم‬ ‫ذکر‬‫باید‬ ‫آلبته‬ ،‫میگردد‬‫نامیده‬
‫نمونه‬‫بعنوآن‬‫که‬
‫میگردد‬‫آتالق‬،‫شد‬ ‫خوآهد‬‫آشاره‬‫یکی‬‫به‬‫یر‬‫ز‬‫در‬
:
–
Source Coding
‫مناسب‬‫ر‬‫منظو‬‫به‬‫آ‬‫ر‬ ‫منبع‬‫یک‬‫دیجیتال‬‫یا‬ ‫نالوگ‬‫آ‬‫جی‬‫و‬‫خر‬
‫آنتقال‬ ‫ی‬‫ساز‬
(
‫نظیر‬
MPEG
‫یا‬
JPEG
)
‫میگردآند‬‫تبدیل‬‫و‬‫تغییر‬
.
‫منبع‬‫کدینگ‬
Source Coding

‫دیجیتال‬ ‫به‬‫نالوگ‬‫آ‬‫تبدیل‬
Analogue / Digital Conversion
•
‫نام‬‫با‬ ‫عموما‬‫که‬‫دیجیتال‬‫به‬‫نالوگ‬‫آ‬‫تبدیل‬
“PCM: Pulse Code Modulation”
‫میشود‬‫تشکیل‬‫آساسی‬ ‫مرحله‬‫دو‬‫آز‬‫میشود‬ ‫شناخته‬‫نیز‬
:
–
‫یکنوآخت‬ ‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬
(Regular)
‫ودی‬‫ر‬‫و‬‫سیگنال‬
–
‫گسسته‬ ‫های‬‫شماره‬‫و‬ ‫آعدآد‬‫به‬ ‫ها‬‫نمونه‬‫تبدیل‬
‫مبدل‬‫هر‬‫دقت‬
A/D
‫آنک‬‫برخی‬‫جی‬‫و‬‫خر‬‫بیت‬‫معمول‬‫مقدآر‬‫یر‬‫ز‬‫در‬،‫آست‬ ‫وآبسته‬‫ن‬‫آ‬‫جی‬‫و‬‫خر‬ ‫بیتهای‬‫تعدآد‬‫به‬
‫درهای‬
‫آست‬‫شده‬‫آیه‬‫ر‬‫آ‬‫متدآول‬
:
• Speech 8 bit
• Music HiFi 16/18, even 24 bit
• [Video 8 bit x 3 colours to give 24 bit]

‫صوتی‬‫سیگنالهای‬‫کدینگ‬
Audio Coding

‫دیجیتال‬ ‫صدآی‬‫آستاندآردهای‬
:
 MPEG: Layers I, II, and III (MP3); AAC.
 used in DAB, DVD
 Dolby AC3, Dolby Digital, Dolby Surround.

‫کدینگ‬ ‫آز‬‫پس‬‫یو‬‫ر‬‫آست‬‫کاناله‬ ‫دو‬‫نالوگ‬‫آ‬ ‫صدآی‬‫یک‬ ‫متعارف‬‫بیت‬‫نرخ‬ ‫آن‬‫ز‬‫می‬
:
 64kbits/s to 384 kbits/s.

‫تصویر‬‫سیگنالهای‬‫کدینگ‬
Video Coding

‫دیجیتال‬‫تصویر‬ ‫آستاندآردهای‬
:
 HDTV,SDTV,LDTV,H263.1,…
 MPEG 2,4

‫کدینگ‬ ‫آز‬‫پس‬ ‫نالوگ‬‫آ‬‫ر‬‫تصوی‬‫یک‬‫متعارف‬‫بیت‬‫نرخ‬‫آن‬‫ز‬‫می‬
:
 Up to 30Mbps

2.2.4 MPEG-4 Standard
Unlike MPEG-1/2, where the scope and technology were well defined when the project
started, MPEG-4 was born to answer the emerging needs of various new applications ranging
from interactive audiovisual services to remote monitoring and control [13]. Thus, the
MPEG-4 goal is to provide a flexible and extensible standard for the convergence of interactive
multimedia applications, which currently are not addressed by the existing standards.
To enable the content-based interactive functionality, the MPEG-4 video standard introduces
the concept of video object planes (VOPs). It is assumed that each frame of an input
video sequence is segmented into a number of arbitrarily shaped image regions (e.g., VOPs),
where each of the regions may possibly cover particular image or video content of interest
(i.e., describing physical objects or content within scenes). In contrast to the video source
format used for MPEG-1 and MPEG-2, the video input to be coded by the MPEG-4 verification
model is no longer considered a rectangular region. The input to be coded can be a
VOP image region of arbitrary shape, and the shape and location of the region can vary from
frame to frame. Successive VOPs belonging to the same physical object in a scene are referred
to as video objects (VOs), that is, a sequence of VOPs of possibly arbitrary shape and
position. The shape, motion, and texture information of the VOPs belonging to the same
VO is encoded and transmitted or coded into a separate video object layer (VOL). In
addition, the bit stream must include the relevant information to identify each of the VOLs,
and how the various VOLs are composed at the receiver in order to reconstruct the entire
original sequence. This allows the separate decoding of each VOP and the required flexible
manipulation of the video sequence. Notice that the video source input assumed for the
VOL structure either already exists in terms of separate entities (i.e., is generated with
chroma-key technology) or is generated by means of on-line or off-line segmentation algorithms.
It is expected that MPEG-4 video coding will eventually support all the functionalities
already provided by MPEG-1 and MPEG-2, including the provision to efficiently compress
standard rectangular sized image sequences at varying levels of input formats, frame rates
and bit rates. In addition, content-based functionality will be assisted.
11

‫یند‬‫آ‬‫ر‬‫ف‬‫آصلی‬‫آحل‬‫ر‬‫م‬
A/D
‫میگردد‬‫خالصه‬‫یر‬‫ز‬‫آر‬‫ر‬‫بق‬‫کدآم‬‫هر‬ ‫فت‬‫آ‬‫و‬
:
– Nyquist Sampling (Aliasing)
– Quantization (Quantization noise)
– Coding
‫دیجیتال‬‫به‬ ‫نالوگ‬‫آ‬‫تبدیل‬
Analogue to Digital Conversion

‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬‫یند‬‫آ‬‫ر‬‫ف‬
Sampling Process

‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬
Sampling

‫حالت‬‫آز‬‫سیگنال‬‫یک‬ ‫تبدیل‬
”
‫زمان‬ ‫پیوسته‬
“
‫زمان‬ ‫گسسته‬‫به‬

‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬‫رت‬‫و‬‫ضر‬
:

‫یا‬ ‫دیجیتال‬‫مدوالسیون‬‫آز‬ ‫قبل‬‫آست‬‫الزم‬‫باشد‬‫نالوگ‬‫آ‬ ‫سیگنال‬‫یک‬‫پیام‬‫که‬‫تی‬‫ر‬‫صو‬‫در‬
PCM
‫بینهایت‬‫آز‬ ‫آینکه‬ ‫بسبب‬‫آ‬‫ر‬‫ن‬‫آ‬
‫کنیم‬‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬‫پذیری‬‫شمارش‬‫تعدآد‬‫به‬‫شده‬ ‫تشکیل‬‫ناپذیر‬‫شمارش‬ ‫دآمنه‬
.

‫نیز‬ ‫دیجیتال‬‫سیگنال‬‫یک‬‫یافت‬‫ر‬‫د‬‫بهنگام‬
‫یک‬‫با‬‫همیشه‬ ‫آنتقال‬‫کانالهای‬‫عملکرد‬‫بسبب‬
‫آست‬‫الزم‬‫لذآ‬،‫موآجهیم‬‫نالوگ‬‫آ‬ ‫سیگنال‬
‫آز‬ ‫قبل‬
”
‫دمدوالسیون‬
“
‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬‫آ‬‫ر‬‫ن‬‫آ‬
‫کنیم‬
.
‫صوتی‬‫سیگنالهای‬ ‫آنکدر‬‫یک‬‫کلی‬‫ساختار‬

(
1
)


‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬ ‫قضیه‬

‫باند‬ ‫پهنای‬‫با‬ ‫نالوگ‬‫آ‬‫سیگنال‬‫هر‬
W”Hz”
‫حدآقل‬‫نرخ‬ ‫با‬‫هنگامیکه‬
2W
‫نمونه‬‫ثانیه‬‫بر‬‫نمونه‬
‫گردد‬‫توصیف‬‫و‬ ‫یابی‬‫ز‬‫با‬‫کامال‬ ‫ها‬‫نمونه‬‫ی‬‫و‬‫ر‬‫آز‬‫میتوآن‬ ‫نگاه‬‫آ‬،‫شود‬ ‫ی‬‫بردآر‬
(
‫ب‬‫نمونه‬‫ضابطه‬
‫ی‬‫ردآر‬
‫نایکوئیست‬
sampling criterion
)
.

‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬‫فرکانس‬
Sampling frequency
(
2
)
fS=2x Max Frequency of input Signal


‫آول‬‫حالت‬
:
‫نایکوئیست‬‫حد‬‫آز‬‫کمتر‬‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬‫فرکانس‬‫با‬‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬
16
‫فرکانس‬‫و‬‫زمان‬‫در‬‫شده‬‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬‫سیگنال‬
(
1
)
S
T
B

 
2

‫فرکانس‬‫و‬‫زمان‬‫در‬‫شده‬‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬‫سیگنال‬
(
2
)
17

‫دوم‬‫حالت‬
:
‫نایکوئیست‬‫حد‬‫آز‬ ‫بیشتر‬‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬‫فرکانس‬‫با‬‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬
S
T
B

 
2

‫ی‬‫بردار‬‫نمونه‬‫ضابطه‬‫چنانچه‬
(
‫یعنی‬
fs>2W
)
‫ار‬‫ر‬‫تک‬ ،‫فرکانس‬‫ه‬‫ز‬‫حو‬ ‫در‬‫نشود‬ ‫اعات‬‫ر‬‫م‬
‫افتادگی‬‫هم‬ ‫ی‬‫و‬‫ر‬‫دچار‬‫پایه‬‫باند‬ ‫طیفهای‬
( Overlapping )
‫یند‬‫ا‬‫ر‬‫ف‬‫در‬ ‫لذا‬‫و‬ ‫شده‬
‫بازیابی‬
(Filtering)
‫هارمونیک‬ ‫شارپ‬ ‫کامال‬ ‫ت‬‫ر‬‫بصو‬‫نمیتوانیم‬ ‫اینکه‬‫بسبب‬
‫های‬
‫پیام‬‫طیف‬ ‫اطالعات‬ ‫از‬‫بخشی‬‫الجرم‬،‫کنیم‬‫جدا‬‫ا‬‫ر‬‫ها‬‫نمونه‬ ‫متناظر‬
(
‫فرکانسهای‬
‫باالئی‬
‫طیف‬
)
‫عارضه‬‫این‬‫به‬‫و‬ ‫شده‬‫تغییر‬‫دچار‬
aliasing
‫میشود‬‫فته‬‫گ‬
.
‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬‫عوآرض‬
(
1
)
Aliasing

‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬‫عوآرض‬
(
2
)
Aliasing

‫آسیون‬‫ز‬‫کوآنتی‬
Quantization

‫با‬‫و‬‫متنوع‬‫های‬‫دامنه‬‫با‬‫و‬‫زمان‬‫گسسته‬‫ی‬‫های‬‫نمونه‬‫مده‬‫ا‬‫بدست‬‫سیگنال‬ ‫ی‬‫بردار‬‫نمونه‬‫از‬‫پس‬
‫پیوسته‬‫صطالح‬
‫نمود‬‫تعریف‬‫ا‬‫ر‬‫ها‬‫نمونه‬‫معینی‬‫و‬‫محدود‬‫بیت‬‫تعداد‬‫با‬‫نمیتوان‬‫وضعیتی‬‫چنین‬‫در‬،‫میباشند‬
.

‫که‬‫یندی‬‫ا‬‫ر‬‫ف‬‫طی‬
”
‫اسیون‬‫ز‬‫کوانتی‬
“
‫م‬‫چه‬‫در‬‫اینکه‬‫اساس‬‫بر‬‫ا‬‫ر‬‫نمونه‬‫دامنه‬‫هر‬‫به‬‫میشود‬‫نامیده‬
‫خاصی‬‫حدوده‬
‫یک‬‫میگیرد‬‫ار‬‫ر‬‫ق‬
”
‫حالت‬
state
“
‫ب‬‫ها‬‫نمونه‬‫تیب‬‫ر‬‫ت‬‫بدین‬‫و‬‫میدهیم‬‫نسبت‬‫مشخصی‬‫بیت‬‫تعداد‬‫با‬
‫مجموعه‬‫ه‬
‫بند‬‫میا‬‫تقلیل‬‫محدودی‬
.
Quantization

‫صوتی‬‫سیگنالهای‬‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬
‫نمود‬‫خالصه‬‫یر‬‫ز‬‫آر‬‫ر‬‫بق‬‫توآن‬‫می‬‫صوتی‬ ‫سیگنالهای‬ ‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬ ‫های‬‫شاخص‬
:

‫یا‬‫ها‬‫نمونه‬‫تعدآد‬
“sampling rate”

‫نمونه‬‫هر‬ ‫در‬‫آطالعات‬‫مقدآر‬
“bit depth”

‫شوند‬‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬‫باید‬‫که‬ ‫ی‬‫کانالهای‬‫تعدآد‬
“Mono or Stereo”
‫دآرد‬‫وجود‬‫عمل‬‫در‬‫آستاندآرد‬‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬‫فرکانس‬‫سه‬‫حاضر‬‫حال‬‫در‬
:

‫آنتشار‬‫آی‬‫حرفه‬‫آستاندآرد‬
/
‫پخش‬
،‫شد‬‫آستفاده‬‫آم‬‫آف‬‫های‬‫فرستنده‬‫تغذیه‬ ‫و‬‫زمینی‬‫تباطی‬‫ر‬‫آ‬‫خطوط‬ ‫در‬‫که‬‫فرکانسی‬‫آولین‬
32kHz
‫بود‬
.

‫خانگی‬‫دستگاههای‬‫آستاندآرد‬
‫فرکانس‬
44.1kHz
‫های‬‫سیستم‬‫یوماتیک‬‫های‬‫تیپ‬‫ویدوئ‬ ‫آز‬‫آستفاده‬‫با‬‫بتوآن‬ ‫که‬‫بود‬‫ن‬‫آ‬‫آنتخاب‬‫آین‬ ‫آز‬‫هدف‬،
NTSC
‫و‬
PAL
‫و‬
‫دآپتور‬‫آ‬‫یک‬ ‫آز‬‫آستفاده‬‫با‬
PCM
‫ضبط‬‫ویدوئ‬ ‫نوآر‬‫روی‬،‫شده‬‫تبدیل‬‫ویدوئ‬‫شبیه‬‫سیگنالی‬‫به‬‫که‬ ‫آ‬‫ر‬‫دیجیتال‬‫صدآی‬ ،
‫کرد‬‫پخش‬‫و‬
.

‫آدیو‬‫ر‬‫در‬‫ضبط‬‫و‬‫پخش‬‫آستاندآرد‬
-
‫یون‬‫ز‬‫تلوی‬
48kHz

‫تصویر‬‫سیگنالهای‬‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬
‫آستفاد‬‫نگ‬‫ر‬‫حامل‬‫موج‬‫فرکانس‬‫آبر‬‫ر‬‫ب‬‫چهار‬‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬‫فرکانس‬‫آز‬‫دیجیتال‬ ‫تصویر‬ ‫آیجادسیگنالهای‬‫آی‬‫ر‬‫ب‬
‫میشود‬‫ه‬
.
‫در‬‫خصوص‬‫آین‬‫در‬
NTSC
‫بنام‬‫آستاندآردی‬ ‫دیجیتال‬‫به‬‫نالوگ‬‫آ‬ ‫تصویر‬ ‫تبدیل‬‫آی‬‫ر‬‫ب‬
SMPTE 244M
‫که‬‫گردید‬‫تدوین‬
‫آست‬‫یر‬‫ز‬‫آر‬‫ر‬‫بق‬‫ن‬‫آ‬ ‫مشخصات‬
:

‫یا‬‫خط‬‫بر‬‫ها‬‫نمونه‬‫تعدآد‬
“sample per total line”
:
910

‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬ ‫فرکانس‬
:
”4fSC=14.32818MHz”

‫یشن‬‫ز‬‫کوآنتی‬‫شیوه‬
:
Uniformly quantized

‫یشن‬‫ز‬‫کوآنتی‬‫ولیشن‬‫ز‬‫ر‬
:
8-10 bits/Syample48kHz
‫در‬
PAL
‫آستاندآرد‬
ITU-601
:


‫صدآ‬ ‫نالوگ‬‫آ‬‫سیگنال‬‫مشخصات‬
:
W=4 kHz

‫حدآقل‬ ‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬‫فرکانس‬
:
fs≥2W=8 kHz (8000 samples/sec)

‫ر‬‫کوآنتایز‬‫مشخصات‬
:
‫حدآقل‬‫آنکدر‬‫یک‬‫آز‬‫ی‬‫شکارساز‬‫آ‬‫آز‬‫پس‬‫صدآ‬ ‫کیفیت‬‫حفظ‬‫ر‬‫بمنظو‬
8
‫سطو‬‫تعدآد‬‫ت‬‫ر‬‫آینصو‬‫در‬‫که‬‫کنیم‬ ‫آستفاده‬ ‫باید‬‫بیتی‬
‫ح‬
‫آبر‬‫ر‬‫ب‬‫ر‬‫کوآنتایز‬
256
‫مد‬‫آ‬ ‫خوآهد‬‫بدست‬
.
L=28=256 levels

‫جی‬‫و‬‫خر‬‫بیت‬‫نرخ‬
:
‫سمپلر‬‫جی‬‫و‬‫خر‬‫نرخ‬‫چون‬
8000
‫حاوی‬‫نمونه‬‫هر‬‫و‬‫بوده‬‫ثانیه‬‫در‬‫نمونه‬
8
‫ی‬‫نهای‬‫جی‬‫و‬‫خر‬‫بیت‬‫نرخ‬‫لذآ‬ ‫میباشد‬ ‫بیت‬
64000
‫بیت‬
‫ثانیه‬‫بر‬
(
‫یا‬
8000
‫ثانیه‬‫بر‬‫بایت‬
)
‫ید‬‫میا‬‫بدست‬
.
‫مثال‬
1
:
‫صوتی‬‫سیگنال‬‫یک‬‫نمودن‬‫دیجیتایز‬‫نحوه‬


‫خام‬‫صدآی‬‫سیگنال‬‫مشخصات‬
(
‫نالوگ‬‫آ‬
:)
‫کاناله‬‫دو‬‫یوی‬‫ر‬‫آست‬

‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬‫فرکانس‬
44.1 kHz

‫ر‬‫کوآنتایز‬‫مشخصات‬
”
‫نمونه‬‫هر‬‫به‬‫شده‬‫دآده‬‫آختصاص‬‫بیت‬‫تعدآد‬
:
16 bits
“

‫ی‬‫نهای‬‫بیت‬‫نرخ‬
CD
‫بهنگام‬
Read
‫یا‬
write
21644,100 = 1.4 Mbits/s

‫یک‬ ‫ی‬‫نهای‬‫حجم‬
CD
‫شده‬ ‫دیجیتال‬‫یوی‬‫ر‬‫آست‬‫صدآی‬‫ساعت‬‫یک‬‫شامل‬‫صوتی‬
(1.43,600 )/8= 635 MB (Mega byte)
‫مثال‬
2
:
‫کیفیت‬‫با‬‫دیجیتال‬ ‫موسیقی‬‫سیگنال‬ ‫مشخصات‬
CD

‫دیجیتال‬‫صوتی‬‫پایه‬‫باند‬‫سیستم‬
PCM
 PCM (Pulse Code Modulation)

‫قدیمی‬‫ش‬‫و‬‫ر‬‫یک‬‫گرچه‬‫شیوه‬‫آین‬
(primitive)
‫سیگنالها‬ ‫یافت‬‫ر‬‫د‬‫و‬‫آرسال‬‫در‬‫وسیعی‬‫ر‬‫بطو‬‫نیز‬‫ز‬‫هنو‬‫لیکن‬ ‫بوده‬
‫ی‬
‫میشود‬ ‫آستفاده‬‫نالوگ‬‫آ‬
(
‫میشود‬ ‫آستفاده‬‫دیگری‬ ‫متدهای‬‫آز‬ ‫دیجیتال‬ ً‫ذآتا‬‫های‬‫دآده‬‫آی‬‫ر‬‫ب‬
.)

‫فرستنده‬‫بخش‬
:
‫وآحد‬‫توسط‬‫نالوگ‬‫آ‬ ‫پیام‬‫سیگنال‬ ‫آبتدآ‬
A/D
‫دنباله‬‫آین‬‫بعد‬‫مرحله‬‫در‬‫و‬ ‫تبدیل‬‫باینری‬ ‫دنباله‬‫به‬
‫بیت‬
(sequence)
‫میکند‬‫آرسال‬ ‫آنتقال‬ ‫کانال‬‫ی‬‫و‬‫ر‬‫بر‬‫و‬‫مدوله‬‫آ‬‫ر‬ ‫پالسی‬‫موج‬‫شکل‬
.

‫نده‬‫ر‬‫گی‬‫بخش‬
:
‫پاالیش‬‫و‬ ‫تقویت‬‫ی‬‫قدر‬‫و‬ ‫یافت‬‫ر‬‫د‬‫آز‬‫پس‬‫بیت‬‫حامل‬‫پالسی‬‫موج‬‫شکل‬
”
‫ب‬‫آج‬‫ر‬‫آستخ‬‫ر‬‫بمنظو‬
‫با‬‫محموله‬ ‫یتهای‬
‫ی‬‫بازساز‬‫هدف‬
(
‫یابی‬‫ز‬‫با‬
reconstruction
)
‫نالوگ‬‫آ‬‫پیام‬‫سیگنال‬
“
‫وآحد‬‫به‬
D/A
‫یبی‬‫ر‬‫تق‬‫نمونه‬‫نهایت‬‫در‬‫تا‬‫یق‬‫ر‬‫تز‬
‫گردد‬ ‫یافت‬‫ر‬‫د‬‫نده‬‫ر‬‫گی‬‫در‬‫شده‬‫سیستم‬ ‫تحویل‬ ‫فرستنده‬‫در‬‫نچه‬‫آ‬
.

‫سیستم‬‫های‬‫ویژگی‬
PCM
:
‫سیستمهای‬ ‫نمیبرد؛‬‫بهره‬‫یری‬‫ر‬‫کا‬ ‫هیچ‬‫آز‬‫و‬ ‫بوده‬ ‫باندپایه‬ ‫آنتقال‬ ‫سیستم‬‫آین‬‫ر‬‫د‬
،‫دآخلی‬‫تلفن‬
، ‫کامپیوترها‬ ‫دیجیتال‬‫صدآی‬‫بخش‬،‫ها‬‫مدم‬
CD
‫برخی‬‫و‬
VCD
‫ند‬‫ر‬‫میب‬‫بهره‬‫صدآ‬ ‫آنتقال‬‫ر‬‫بمنظو‬‫تکنیک‬‫ین‬‫ز‬‫آ‬ ‫ها‬
.


‫ودی‬‫ر‬‫و‬ ‫فیلتر‬‫مشخصات‬
:
‫آطالعات‬‫صاحب‬‫ژی‬‫آنر‬‫حاوی‬‫فرکانس‬‫ین‬‫ر‬‫باالت‬‫به‬‫ودی‬‫ر‬‫و‬ ‫سیگنال‬ ‫فیلتر‬‫توسط‬
:
W(Hz)
‫دآده‬‫برش‬
‫میشود‬
(
‫آبر‬‫ر‬‫ب‬‫در‬ ‫حفاظت‬
aliasing
)

‫وآحد‬‫مشخصات‬
A/D
:

‫بردآر‬‫نمونه‬
:
‫آبر‬‫ر‬‫ب‬‫دو‬ ‫حدآقل‬‫فرکانس‬‫با‬
W
(fs≥2W)
‫میدهد‬ ‫آنجام‬ ‫آ‬‫ر‬‫ودی‬‫ر‬‫و‬‫سیگنال‬ ‫آز‬‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬‫عمل‬
.

‫کوآنتایزر‬
:
‫در‬ ‫آ‬‫ر‬‫یافتی‬‫ر‬‫د‬‫ی‬‫ها‬‫نمونه‬
L
‫میکند‬‫ند‬‫ر‬‫و‬‫بندی‬‫دسته‬‫سطح‬
(
L
:
‫گیری‬‫تصمیم‬‫سطوح‬‫تعدآد‬
)

‫آنکدر‬
:
‫باینری‬ ‫کد‬‫یک‬‫توسط‬‫ند‬‫ر‬‫بگی‬‫آر‬‫ر‬‫ق‬‫گیری‬‫تصمیم‬‫سطوح‬‫محدوده‬ ‫یک‬‫در‬ ‫که‬‫نمونه‬‫هر‬
log2L
‫میشود‬‫معرفی‬‫بیتی‬
.

‫وآحد‬‫مشخصات‬
P. to Serial
:
‫ت‬‫ر‬‫پو‬‫چون‬
A/D
‫بیتهای‬‫وآحد‬‫آین‬‫لذآ‬‫آست‬‫بعدی‬‫یک‬ ‫آنتقال‬‫کانال‬‫ولی‬،‫آست‬ ‫بیتی‬‫؛‬
‫ند‬‫ز‬‫میسا‬‫آنه‬‫و‬‫ر‬‫کانال‬ ‫بسوی‬‫یکنوآخت‬‫بیت‬‫نرخ‬‫یک‬‫به‬‫رسیدن‬‫آی‬‫ر‬‫ب‬‫و‬ ‫ینگ‬‫ر‬‫باف‬‫آز‬‫پس‬‫سرهم‬ ‫پشت‬‫آ‬‫ر‬‫همزمان‬
.
‫فرستنده‬ ‫نمونه‬‫سیستم‬‫یک‬‫ر‬‫ساختا‬
PCM
(
1
)
Sampler Quantizer Encoder
Low Pass
Filter
Parallel to
serial
Conv.
A/D Converter
01000111001
Message

‫یکی‬‫ر‬‫ت‬‫آلک‬‫موج‬‫شکل‬ ‫به‬‫بیت‬‫دنباله‬ ‫تبدیل‬
:

‫سیستم‬
PCM
‫شیوه‬‫آز‬‫گیری‬‫بهره‬‫با‬
Line Coding
‫یکی‬‫به‬‫آ‬‫ر‬‫یال‬‫ر‬‫س‬ ‫به‬‫آلل‬‫ر‬‫پا‬‫مبدل‬‫آز‬‫تحویلی‬‫بیت‬‫دنباله‬
‫آز‬
‫میکند‬‫تبدیل‬،‫آست‬‫پالس‬‫تعدآدی‬‫آز‬‫مرکب‬‫که‬ ،‫دیجیتال‬‫پایه‬‫موجهای‬‫شکل‬
.
‫فرستنده‬ ‫نمونه‬‫سیستم‬‫یک‬‫ر‬‫ساختا‬
PCM
(
2
)
Line
Coding
Channel
PCM
Sequence: bn
PCM
Waveform
Receiver


‫ی‬‫بازساز‬‫بخش‬
(
‫مجدد‬‫تولید‬
:)
‫بعی‬‫ر‬‫م‬‫بشکل‬‫نویز‬‫کاهش‬‫آز‬‫پس‬‫یافتی‬‫ر‬‫د‬‫شده‬ ‫دفرمه‬‫و‬‫نویزی‬‫موج‬‫شکل‬
(
‫ف‬‫در‬‫نچه‬‫آ‬‫نظیر‬
‫پس‬ ‫رستنده‬
‫آز‬
Line Coder
‫دآشتیم‬
)
‫میشود‬‫ی‬‫بازساز‬
.

‫ر‬‫تو‬‫دتک‬
:
‫میکند‬‫تولید‬‫موج‬‫شکل‬‫ی‬‫و‬‫ر‬‫آز‬‫آ‬‫ر‬‫متناظر‬ ‫بیت‬ ‫دنباله‬
.

‫دیکدر‬
:
‫میکند‬‫یابی‬‫ز‬‫با‬‫بیت‬ ‫دنباله‬‫آز‬‫آ‬‫ر‬‫متناظر‬‫های‬‫نمونه‬
.

‫یاب‬‫ز‬‫با‬ ‫فیلتر‬
(Reconstruction Filter)
:
‫میکند‬‫آیجاد‬‫ها‬‫نمونه‬‫ی‬‫و‬‫ر‬‫آز‬‫آ‬‫ر‬‫آصلی‬‫نالوگ‬‫آ‬‫موج‬‫شکل‬
.
‫نده‬‫ر‬‫گی‬‫نمونه‬ ‫سیستم‬‫یک‬‫ر‬‫ساختا‬
PCM
Detector Decoder
Reconstruction
Filter
Regeneration
Circuit
D/A Converter
01000111001
PCM
Waveform

‫سیستم‬‫یک‬‫باند‬‫پهنای‬
PCM
‫دآرد‬‫بستگی‬‫عامل‬‫دو‬‫به‬‫ن‬‫آ‬
:

‫سیستم‬ ‫ی‬‫نهای‬‫بیت‬‫نرخ‬
:
Rb
‫دآرد‬‫بستگی‬‫یر‬‫ز‬‫مولفه‬‫دو‬‫به‬‫بیت‬‫نرخ‬‫آین‬‫آلبته‬‫که‬،
.
•
‫میباشد‬ ‫ودی‬‫ر‬‫و‬ ‫نالوگ‬‫آ‬‫سیگنال‬‫باند‬‫پهنای‬‫تابع‬‫مستقیما‬‫خود‬ ‫که‬‫ی‬‫بردآر‬‫نمونه‬ ‫فرکانس‬
.
•
‫بد‬‫میا‬‫آیش‬‫ز‬‫آف‬‫بیت‬‫نرخ‬‫یتمی‬‫ر‬‫لگا‬ ‫بطور‬‫باشند‬‫بیشتر‬‫هرچه‬‫که‬،‫کوآنتایزر‬‫سطوح‬‫تعدآد‬
.
‫زمانی‬‫شدید‬ ‫ات‬‫ر‬‫تغیی‬‫نهایتا‬‫و‬‫زمانی‬‫شدید‬ ‫ات‬‫ر‬‫تغیی‬‫وقوع‬‫سبب‬ ‫بیت‬ ‫نرخ‬‫ایش‬‫ز‬‫اف‬ ‫باینکه‬‫توجه‬‫با‬
(Low Bit Interval)
‫باال‬‫فرکانس‬ ‫های‬‫مولفه‬‫وقوع‬‫نیز‬
‫میگردد‬‫نتیجه‬‫باند‬‫پهنای‬‫ایش‬‫ز‬‫اف‬‫دارد‬‫ی‬‫پ‬‫در‬‫ا‬‫ر‬
.

‫آنتخابی‬‫موج‬‫شکل‬
PCM
:
•
Rectangular Waveform
:
BT≥Rb/2
•
Sinusoidal Waveform
:
BT=Rb/2
B
‫سیستم‬‫باند‬‫پهنای‬‫بر‬‫تاثیرگذآر‬‫عوآمل‬
PCM

‫یتها‬‫ز‬‫م‬
–
‫قیمت‬‫آن‬‫ز‬‫آر‬ ‫دیجیتال‬‫آت‬‫ر‬‫مدآ‬
(
‫دیگر‬ ‫دیجیتال‬‫فرمهای‬‫سایر‬‫با‬‫مقایسه‬ ‫در‬
)
–
‫آز‬ ‫آستفاده‬‫نیز‬‫و‬‫نالوگ‬‫آ‬‫سیگنال‬ ‫منابع‬‫آنوآع‬‫تمامی‬‫آی‬‫ر‬‫ب‬‫بکارگیری‬ ‫قابلیت‬
TDM
–
‫یا‬‫ز‬‫با‬‫عملیات‬‫آنجام‬‫صحت‬ ‫تضمین‬‫با‬‫ه‬ ‫کنند‬‫آر‬‫ر‬‫تک‬‫ز‬‫آ‬ ‫آستفاده‬‫با‬‫ر‬‫دو‬‫آه‬‫ر‬‫تباطات‬‫ر‬‫آ‬‫در‬ ‫آستفاده‬ ‫قابلیت‬
‫بی‬
(regeneration)
–
‫متدآول‬‫نالوگ‬‫آ‬ ‫سیستمهای‬ ‫با‬ ‫مقایسه‬‫در‬‫عالی‬‫نویز‬‫عملکرد‬
–
‫آیمن‬ ‫آنتقال‬‫ز‬‫آ‬‫ی‬‫دآر‬‫ر‬‫خو‬‫بر‬
‫معایب‬
–
‫باال‬‫باند‬ ‫پهنای‬‫به‬‫نیاز‬
•
‫س‬‫فشرده‬‫روشهای‬،‫فیبر‬‫نظیر‬‫باند‬‫پهن‬‫کانالهای‬ ‫آز‬‫آستفاده‬‫به‬‫میتوآن‬،‫عیب‬‫آین‬‫با‬‫مقابله‬‫آههای‬‫ر‬‫بعنوآن‬
‫نیز‬‫و‬‫منبع‬‫ی‬‫از‬
‫کرد‬‫آشاره‬‫پیشرفته‬‫مدوالسیون‬‫های‬‫شیوه‬ ‫آز‬‫بکارگیری‬
.
–
‫سیستم‬‫باالی‬‫سادگی‬
‫سیستم‬‫یابی‬‫ز‬‫آر‬
PCM

‫سیستم‬‫یک‬
PCM
‫یک‬‫آز‬ ‫آستفاده‬‫با‬ ‫تلفنی‬
A/D
8
‫فرکانس‬‫با‬‫و‬‫بیتی‬
8kHz
‫میکند؛‬ ‫دیجیتایز‬‫آ‬‫ر‬‫صوتی‬‫سیگنال‬‫یک‬
‫مطلوبست‬
”
‫بیت‬‫نرخ‬
“
‫و‬
”
‫بیت‬‫ه‬‫ر‬‫دو‬
bit duration
“
.
‫مثال‬

‫سیستم‬‫یک‬ ‫برد‬‫ر‬‫کا‬ ‫آز‬‫آئی‬‫نمونه‬
PCM

DigComm_02.ppt

Recommended

Recommended

More Related Content

Featured

Featured (20)

DigComm_02.ppt