تعریف مدولاسیون کد پالس در صنعت برق

تعریف مدولاسیون کد پالس در صنعت برق:
مدولاسیون در واقع به فرایند تغییر یک یا چند پارامتر از سیگنال حامل به صورت متناظر با مقادیر لحظه ای سیگنال پیام اطلاق می شود.

سیگنال پیام، سیگنالی است که در کاربردهای مخابراتی مبادله می شود. همچنین سیگنال حامل یک سیگنال فرکانس بالا است که هیچ اطلاعات مفیدی در خود ندارد و برای ارتباطات راه دور مورد استفاده قرار می گیرد.

تکنیک های مدولاسیون بسیار متنوعی وجود دارند که بر حسب نوع پارامتر تغییر یافته در سیگنال حامل طبقه بندی می شوند. یکی از تکنیک های مدولاسیون دیجیتال، تکنیک مدولاسیون کد پالس یا PCM نام دارد.

مدولاسیون کد پالس با هدف تبدیل اطلاعات یک سیگنال آنالوگ به دنباله ای از داده های باینری یا به عبارت دیگر صفر و یک ها مورد استفاده قرار می گیرد.

بنابراین در خروجی مدولاسیون کد پالس یک دنباله باینری تولید می شود. در این روش، سیگنال آنالوگ اصلی را می توانیم از طریق دمدولاسیون مجددا به دست آوریم.

دو نوع مدولاسیون کد پالس وجود دارد. این دو نوع عبارjند از: «مدولاسیون کد پالس تفاضلی» (Differential Pulse Code Modulation) یا DPCM و مدولاسیون کد پالس تطبیقی (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) یا ADPCM.

در تصویر زیر سیگنال آنالوگ ورودی و نیز سیگنال خروجی مدولاسیون کد پالس یا PCM نشان داده شده است.

در مدولاسیون کد پالس، به جای یک قطار پالس، یک سری اعداد یا ارقام تولید می شوند و به همین دلیل به این فرایند، یک روش مدولاسیون دیجیتال گفته می شود.

هر یک از رقم های تولید شده در کد باینری خروجی، نشان دهنده دامنه تقریبی سیگنال نمونه برداری شده در یک لحظه خاص هستند.

در مدولاسیون کد پالس، سیگنال پیام توسط رشته ای از پالس های کدگذاری شده نمایش داده می شود. در واقع مدولاسیون کد پالس، سیگنال پیام را با سیگنالی دیجیتالی نمایش می دهد که هم در محور زمان و هم در محور دامنه گسسته با زمان است.

قسمت فرستنده در سیستم مدولاسیون کد پالس دارای سه بلوک اصلی است. «نمونه برداری» (Sampling)، «کوانتیزاسیون» (Quantizing) و «کدگذاری» (Encoding) سه مرحله اساسی در مدولاسیون کد پالس محسوب می شوند.

در تصویر زیر بلوک دیاگرام یک سیستم مدولاسیون کد پالس نشان داده شده است که شامل بلوک های اساسی فرستنده و گیرنده و کانال است.

توجه کنید که یک فیلتر پایین گذر قبل از بلوک نمونه برداری قرار داده شده است تا از تداخل فرکانسی (Aliasing) سیگنال پیام جلوگیری به عمل آید.

بر اساس آنچه در بلوک دیاگرام فوق دیده می شود، مهم ترین عملیات در بخش گیرنده، تولید مجدد سیگنال های معیوب و ضعیف، دیکود کردن و بازسازی قطار پالس کوانتیزه شده است.