Pulzně kódová modulace: Porovnání verzí

Přidáno 74 bajtů ,  před 9 lety
m
Přeformulování odstavce o aliasingu a drobné úpravu formulací
m (Přeformulování odstavce o aliasingu a drobné úpravu formulací)
'''Pulzně kódová modulace''' ('''PCM''' z anglického ''Pulse-code modulation'') je [[modulace|modulační]] metoda převodu [[analogový záznam|analogového]] [[zvuk]]ového [[signál]]u na signál [[digitální záznam|digitální]], vytvořená roku [[1937]] [[Spojené království|Britem]] [[Alec Reeves|Alecem Reevsem]].
 
Princip PCM spočívá v pravidelném odečítání hodnoty signálu pomocí [[A/D převodník]]u a jejím záznamu v binární podobě. Při reprodukci se k převodu z digitálního signálu na analogový používá [[D/A převodník]]. Určujícími parametry jsou vzorkovací frekvence a jemnost rozlišení jednotlivých hodnot. Vzorkovací frekvence se pohybuje od 8 kHz u digitálních telefonních linek [[ISDN]] přes 44,1 kHz u [[Audio CD|zvukového CD]] po ještě vyšší hodnoty u profesionálních záznamových zařízení a ovlivňuje kvalitu (tedy „kostrbatost“) reprodukovaného záznamu. Opačný převod z digitálního signálu na analogový zajišťuje [[D/A převodník]].
 
Při nižší vzorkovací frekvenci je kvalita záznamu horší. Při příliš nízké vzorkovací frekvenci nestačíse zaznamenanémohou hodnotyv kdekódovaném rekonstrukcisignálu průběhudokonce objevit kmitočty, které v původním signálu anebyly. docházíTento kejev ztrátěse kvalitynazývá [[aliasing]]. PodleAby k němu nedocházelo, musí být podle [[Nyquistova vzorkovací věta|Nyquistovy vzorkovací věty]] (též Shannon-Kotělnikův teorém) by měla být vzorkovací frekvence více než dvojnásobná oproti frekvenci zaznamenanéhozaznamenávaného signálu. Při nesplnění této podmínky vzniká efekt zvaný [[aliasing]].
 
Rozlišení hodnot určuje přesnost hodnot v jednotlivých bodech. Obvykle se používá 8 nebo 16 [[bit]]ů (tedy 256, resp. 65536 možných hodnot). Určení hodnoty je nazýváno [[kvantování (signál)|kvantování]]. Každé kvantování zanáší do signálu kvantizační [[šum]], jehož úroveň s rostoucím rozlišením klesá. Při příliš nízkém rozlišení digitalizovaného zvukového signálu je kvantizační šum slyšitelný.
V telekomunikacích se pod pojmem PCM rozumí signál se vzorkovací frekvencí 8 kHz a rozlišením 8 bitů. Tento signál dává datový tok 64 kbit/s, což je základní kapacita hovorového kanálu ve všech digitálních ústřednách i v digitální síti [[ISDN]]. Hovorový kanál o rychlosti 64 kbit/s je někdy označován jako [[DS0]].
 
Pro kódování hovorového kanálu DS0 se používá logaritmická komprese, kdy je dvanácti- či třinácti bitový signál převáděn na osmibitový signál. Logaritmická [[komprese dat|komprese]] hovorového signálu je v Evropě a Austrálii známá jako A-law, v severní Americe a Japonsku jako μ-law. V severní Americe a Japonsku se používá vyšší komprese, protože v tamních telefonních sítích je používáno pouze 7 bitů pro přenos hlasu a osmý bit se používá na signalizaci (typ CAS). V Evropě se používá pro přenos hlasu všech 8 bitů a signalizace je přenášena samostatným kanálem. (Například pomocí signalizace č.7, či jinou CCS signalizací.) V Evropě a Austrálii má tedy přenos hlasu v digitální telefonní síti vyšší kvalitu než stejný přenos pomocí telefonní sítě v Severní Americe či v Japonsku. Na rozhraní těchto sítí musí proto dojít k překódování. JakýmInformace, jakým způsobem je hlas kódován, tedy informace o použitém kodeku, jsou přenášeny pomocí signalizace.
 
Systém kódování hlasu pomocí PCM popisuje mezinárodní standard ITU G.711.