PCM vs ADPCM
Useimmat luonnolliset signaalit, kuten ääni, ovat analogisia signaaleja. Koska tietokoneet ja lähes kaikki käyttämämme laitteet ovat kuitenkin digitaalisia, analogisten signaalien muuntaminen digitaalisiksi signaaleiksi on välttämätöntä. Esimerkiksi äänen tallentamiseksi tietokoneeseen signaali tulee esittää sarjana bittejä. Yleensä mikrofoni muuntaa ensin äänen analogiseksi sähköiseksi signaaliksi. Sitten tämä analoginen sähköinen signaali muunnetaan digitaaliseksi signaaliksi, joka voidaan esittää bittisekvenssinä. Tämän digitaalisen signaalin johtamiseen voi olla erilaisia tekniikoita. PCM (Pulse Code Modulation) ja ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) ovat kaksi tällaista digitalisointitekniikkaa.
PCM (pulssikoodimodulaatio)
PCM on tekniikka analogisen signaalin esittämiseksi bittisekvenssinä. PCM:ssä ensin mitataan signaalin amplitudi (oikeammin signaali näytteistetään) tasavälein. Sitten nämä näytteet tallennetaan digitaalisina numeroina. Esimerkiksi kolmiosignaali voidaan kvantisoida sekvenssinä 0, 1, 2, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, ……. Kun nämä luvut esitetään binäärimuodossa, se on jotain kuten sekvenssi, 0000, 0001, 0010, 0011, 0010, 0001….. Näin tuo kolmiomainen analoginen signaali muunnetaan bittisekvenssiksi PCM:ssä.
PCM:ää on käytetty digitaalisessa puhelimessa äänen koodausmenetelmänä. PCM on myös standardi tietokoneiden digitaaliselle äänelle. Kuitenkin tekemällä joitain muutoksia PCM voidaan optimoida muistin ja informaationopeuden alueilla. ADPCM on yksi tällainen menetelmä.
ADPCM (adaptiivinen differentiaalinen pulssikoodimodulaatio)
ADPCM on eräänlainen DPCM (Differential Pulse Code Modulation), joka lähettää (tai tallentaa) peräkkäisten näytteiden välisen eron sen sijaan, että lähettäisi näytteen koko suuruuden. Tämä vähentää lähetettävien bittien määrää. Esimerkiksi kolmiomaisen signaalin tapauksessa kahden peräkkäisen näytteen ero on aina plus tai miinus yksi. Kun ensimmäinen näyte lähetetään, vastaanotin voi johtaa toisen näytteen arvon, kun toisen ja ensimmäisen näytteen välinen ero saadaan aikaan. Näin ollen DPCM vähentää signaalin digitaaliseen esittämiseen tarvittavien bittien määrää.
ADPCM tekee toisen muutoksen DPCM:ään. Se muuttaa näytteistysvälien (tai kvantisointivaiheiden) kokoa signaalin esittämiseen tarvittavien bittien määrän vähentämiseksi edelleen. ADPCM on laaj alti käytössä monissa koodaussovelluksissa.
Mitä eroa on PCM:llä ja ADPCM:llä?
1. ADPCM:ssä kahden peräkkäisen näytteen eroa käytetään edustamaan signaalia, kun taas näytearvoja käytetään suoraan PCM:ssä.
2. PCM:ssä kahden näytteen välisen aikavälin koko on kiinteä, kun taas ADPCM:ssä sitä voidaan vaihdella.
3. ADPCM tarvitsee vähemmän bittejä edustaakseen signaalia verrattuna PCM:ään.
4. PCM-signaalin dekoodaus on helpompaa kuin ADPCM-signaalin.
