Inhaltsverzeichnis:
- Definition - Was bedeutet Pulse Code Modulation (PCM)?
- Techopedia erklärt Pulse Code Modulation (PCM)
Definition - Was bedeutet Pulse Code Modulation (PCM)?
Die Pulscodemodulation (PCM) ist eine digitale Darstellung eines analogen Signals, bei der in regelmäßigen Abständen Abtastungen der Amplitude des analogen Signals vorgenommen werden. Die abgetasteten analogen Daten werden in binäre Daten geändert und dann durch diese dargestellt. PCM erfordert eine sehr genaue Uhr. Die Anzahl der Abtastungen pro Sekunde im Bereich von 8.000 bis 192.000 entspricht in der Regel dem Mehrfachen der Maximalfrequenz der analogen Wellenform in Hertz (Hz) oder den Zyklen pro Sekunde im Bereich von 8 bis 192 kHz.
Das Wort Impuls bezieht sich auf Impulse in Übertragungsleitungen, die eine natürliche Folge von zwei anderen, fast gleichzeitig entwickelten analogen Methoden sind: Impulsbreitenmodulation und Impulspositionsmodulation, bei denen jeweils diskrete Signalimpulse unterschiedlicher Breite oder Position verwendet werden. Ansonsten hat PCM wenig Ähnlichkeit mit diesen anderen Formen der Signalcodierung. Diese Methoden wurden in den frühen 1960er Jahren in den USA eingeführt, als Telefongesellschaften begannen, Sprache in digitale Signale umzuwandeln, um die Übertragung zwischen Städten zu erleichtern.
Techopedia erklärt Pulse Code Modulation (PCM)
Jede Stichprobe in einem PCM wird quantisiert, wobei eine sehr große Menge möglicher Werte durch eine relativ kleine Menge von Werten approximiert wird, die ganze Zahlen oder sogar diskrete Symbole sein können. Egal wie komplex sie sind, alle analogen Daten können digitalisiert werden. Dazu gehören analoge Daten wie Full-Motion-Video, Sound, Telemetrie und Virtual Reality.
PCM-Daten sind tatsächlich digitale Roh-Audio-Samples. Audiodateien in Formaten wie MP3 und AAC werden zunächst in PCM-Daten konvertiert. Dann werden die PCM-Daten für die Lautsprecher in analoge Signale umgewandelt.
Die weitere Verarbeitung durch digitale Signalprozessoren kann viele Datenströme erzeugen. Diese Ströme können wiederum durch Prozesse wie Zeitmultiplexen, Frequenzmultiplexen und andere in größere Datenströme gemultiplext werden, die sehr schnell über große Entfernungen übertragen werden. TDM wird aufgrund seiner natürlichen Kompatibilität mit der digitalen Kommunikation und seines geringeren Bandbreitenbedarfs häufiger eingesetzt.
Nachdem diese Datenströme ihr Ziel erreicht haben, werden sie demultiplext, in einzelne Datenströme zerlegt und demoduliert, wobei die Modulationsprozedur umgekehrt angewendet wird, um die ursprünglichen Binärzahlen wiederherzustellen. Diese werden weiterverarbeitet, um die ursprüngliche analoge Wellenform wiederherzustellen. Beim Übergang von einer Abtastperiode zur nächsten gewinnt das Signal signifikante Hochfrequenzenergie. Analoge Filter werden verwendet, um das Signal zu glätten und diese unerwünschten Frequenzen, sogenannte Aliasing-Frequenzen, zu entfernen. Abhängig von der Anforderung nach präzisen Ausgangssignalen sind diese analogen Filter möglicherweise nicht erforderlich.
