Pulse Code
Modulation (PCM)
Pencuplikan
- Pencuplikan adalah proses mengukur (mengambil) nilai amplitudo sinyal pada interval waktu yang periodik
- Merupakan proses pertama dalam konversi analog ke digital
- Cuplikan adalah besarnya sinyal (tegangan atau arus) pada suatu saat tertentu
- Pesat pencuplikan adalah banyaknya pencuplikan setiap unit waktu tertentu
Misalnya:
untuk telefon, pesat pencuplikannya adalah 8 kHz dan
periodenya 125 μs
- Dalam 1 periode pencuplikan, beberapa kanal telefon dapat diakomodasi secara berurutan, proses ini disebut TDM
- Sinyal tercuplik memuat informasi yang lengkap, asalkan frekuensi pencuplikan (dinotasikan dengan fs) memenuhi kriteria pencuplikan Shannon, yaitu
fs ≥ 2 B
dengan
B adalah frekuensi tertinggi sinyal
- Jika fs < 2 B, maka subspektrum sinyal tercuplik akan saling tumpang-tindih (overlapping) → ada informasi yang hilang → disebut distorsi aliasing
Gambar
1 (a) spektrum sinyal input (b) spektrum sinyal tercuplik dengan fs >
2B
(c)
spektrum sinyal tercuplik dengan fs < 2B
Kuantisasi
- Merupakan proses klasifikasi cuplikan sinyal ke dalam interval-interval kuantisasi
- Kuantisasi biasanya juga meliputi penyandian sekaligus
- Jangkauan kerja sinyal dibagi menjadi interval-interval kuantisasi (sebesar S) sesuai jumlah bit untuk penyandian
- Jumlah interval kuantisasi ditentukan dengan formula
Jumlah
interval = 2n
Dengan
n adalah jumlah bit untuk penyandian
Misalnya:
untuk telefon, menggunakan penyandian dengan 8 bit, maka jumlah
interval
kuantisasinya adalah 28 = 256
Dengan
demikian, besarnya interval kuantisasi dapat dirumuskan sbb:
- Ada 2 jenis kuantisasi:
a) kuantisasi seragam → interval kuantisasi sama besar
b) kuantisasi tak seragam → interval kuantisasi tidak sama
besar
- S kecil untuk sinyal dengan level rendah
- S besar untuk sinyal dengan level tinggi
Gambar
2 Ilustrasi proses kuantisasi dan penyandian
Derau kuantisasi
adalah perbedaan antara sinyal input dan output pada kuantisasi. Nilai maksimal
derau kuantisasi ini adalah S/2. Bagaimana cara menurunkan derau kuantisasi?
Format
Transmisi PCM
Sinyal bicara →
LPF → Pencuplikan → Sinyal PAM → Kuantisasi & Penyandian → Sinyal PCM
Pengembangan PCM
Modulasi
PCM dikembangkan menjadi beberapa jenis lagi, yaitu:
1.
DPCM (Differensial PCM)
2.
DM (Delta Modulation)
3. Adaptive
Delta modulation
Pada PCM, sandi-sandi yang dikirimkan
merupakan hasil penyandian (coding) dari hasil pencuplikan. Salah satu
pengembangan PCM adalah DPCM yaitu Differential Pulse Code Modulation.
Pada DPCM, sandi-sandi yang dikirimkan (ditransmisikan) adalah nilai selisih
(beda) hasil pencuplikan sekarang dengan hasil pencuplikan sebelumnya.
Keuntungan yang diperoleh adalah bahwa jumlah bit yang diperlukan untuk proses
penyandian menjadi lebih sedikit.
Pengembangan lebih lanjut adalah DM atau
Delta Modulation. Jenis modulasi ini mirip dengan DPCM, namun selisih
hasil pencuplikan sekarang dengan yang sebelumnya hanya disandikan dengan 1 bit
saja.
Jenis pengembangan
lain adalah yang disebut Adaptive Delta Modulation. Pengembangan ini
menggunakan kuantisasi tidak seragam, sehingga sistem akan menyesuaikan
besarnya step size menjadi sebanding dengan besarnya sinyal informasi.
Proses dimana suatu
input analog didekati dengan suatu fungsi tangga yang bergerak naik atau turun
dengan satu level quantization (δ) pada tiap interval sampling (TS), dan
outputnya diwakilkan sebagai suatu bit binary tunggal untuk tiap
sampel ('1' dihasilkan bila fungsi tangganya naik selama interval berikutnya;
'0' dihasilkan untuk keadaan sebaliknya). Hal ini dapat dilihat pada diatas
Tidak ada komentar:
Posting Komentar