Амплитудно-импульсная модуляция

Сигнал, получаемый при таком виде преобразования аналогового сигнала (или выполнения измерений дискретизации), представляет импульсы, имеющие постоянную частоту, однако амплитуда каждого импульса равняется амплитуде измеряемого в процессе дискретизации сигнала в момент проведения такого измерения.

Таким образом, импульсы являются модулированными по амплитуде, что продемонстрировано на рис. 6.16, а сам процесс получил наименование амплитудно-импульсной модуляции.

Рис. 6.16.Передача сигнала с использованием амплитудно-импульсной модуляции

Импульсы, полученные в результате дискретизации аналогового сигнала, могут пересылаться по цифровым каналам связи и затем, пройдя соответствующие фильтры на выходе канала, будут воспроизводить исходный сигнал и заключенную в нем информацию. Однако при этом возникает весьма существенная техническая проблема. Так как передача информации осуществляется с использованием зависимости с амплитудой импульсов, то должно быть установлено или определено соотношение между амплитудами импульсов.

Любые искажения или шумы, вносимые в процессе передачи, в приемном терминале не могут быть устранены, так как приемное устройство не обладает механизмом, позволяющим распознать, был ли искажен при передаче результат какого-нибудь конкретного измерения, выполненного при дискретизации, либо нет. Дополнительно к этому возникает вторая проблема, заключающаяся в том, что при передаче импульсы стремятся расширяться и взаимодействовать друг с другом, что еще больше усложняет процесс восстановления исходного сигнала.

При амплитудно-импульсной модуляции используется несущая, которая характеризуется постоянным значением частоты. Амплитуда каждого из соответствующих импульсов равна амплитуде входного аналогового сигнала в соответствующей точке, в которой выполняется измерение дискретизации.

Из-за этих проблем амплитудно-импульсная модуляция, как правило, не используется для передачи сигналов на расстояние, превышающее порядка одного метра.

Кодово-импульсная модуляция.Для того чтобы избежать проблем, присущих амплитудно-импульсной модуляции, используется метод преобразования сигнала, получивший название кодово-импульсной модуляции. Информация, заключенная в результатах измерения амплитуды аналогового сигнала, преобразуется в число. Этот процесс преобразования данных из непрерывной формы в дискретную получил наименование дискретизации.

Для передачи по цифровому каналу число представляется в виде двоичного кодового набора. Любой из битов (или разрядов) кодового набора имеет уровень сигнала, который соответствует одному и тому же уровню логического 0 либо логической 1. Информация представлена в закодированном виде, представляющем набор из двоичных цифр, а не в виде амплитуды, следовательно, амплитуда импульса может произвольной, не оказывая влияния на содержащуюся в нем информацию.

Кодово-импульсная, или импульсно-кодовая, модуляция (ИКМ) представляет измерение амплитуды в дискретных точках аналогового сигнала и преобразование (дискретизацию) результата каждого измерения в кодированный набор из двоичных цифр.