Digital koding

I sammenheng med Engineering forstås koding som prosessen med å konvertere et kildedatasystem til et annet destinasjonsdatasystem. Det følger som en konsekvens at informasjonen i disse resulterende dataene må tilsvare den opprinnelige informasjonen. En enkel måte å forstå konseptet på er å bruke paradigmet for oversettelse mellom språk i følgende eksempel: hjem = hjem. Vi kan forstå at vi har endret informasjon fra ett system (engelsk) til et annet system (spansk), og at informasjonen i hovedsak forblir den samme. Årsaken til kodingen er begrunnet med operasjonene som må utføres senere. I eksemplet ovenfor, for å gjøre en tekst skrevet på engelsk forståelig for et latinamerikansk publikum, konverteres den til spansk.

I denne sammenhengen består digital koding av oversettelsen av de analoge elektriske spenningsverdiene som allerede er kvantisert (veid) til det binære systemet , ved hjelp av forhåndsetablerte koder . Det analoge signalet vil bli transformert til et digitalt signalpulstog (sekvens av nuller og enere). Denne oversettelsen er den siste av prosessene som finner sted under analog-digital konvertering . Resultatet er et binært system som er basert på boolsk algebra .

Codec

Kodeken er den spesifikke koden som brukes til datakoding/dekoding. Nettopp, ordet Codec er en forkortelse for Encoder - Decoder .

Parametere som definerer kodeken

  1. Antall kanaler : Indikerer typen lyd, signal i en mer generell forstand, som den skal behandles med: mono , binaural eller multikanal .
  2. Samplingsfrekvens : Frekvensen eller samplingsfrekvensen refererer til antall amplitudeprøver tatt per tidsenhet i prøvetakingsprosessen (en av prosessene, sammen med kvantifisering og koding, involvert i digitalisering av et periodisk signal). I følge Nyquist-Shannon Sampling Theorem vil samplingshastigheten bare bestemme basisbåndbredden til det samplede signalet, det vil si at den vil begrense den maksimale frekvensen til de sinusformede komponentene som utgjør en periodisk bølge (som lyd, foreksempel). I følge dette teoremet, og alltid fra et matematisk perspektiv, skal en høyere samplingshastighet for et signal ikke tolkes som en høyere troskap i rekonstruksjonen av signalet. Prøvetakingsprosessen er reversibel, noe som betyr at fra et matematisk synspunkt kan rekonstruksjonen gjøres på en eksakt (ikke tilnærmet) måte. Samplingshastigheten bestemmes ved å multiplisere med to grunnbåndbredden til signalet som skal samples.
  3. Oppløsning (antall bits). Bestemmer hvor nøyaktig det opprinnelige signalet reproduseres. Vanligvis brukes 8, 10, 16 eller 24 bits per sample. Høyere presisjon ved høyere antall biter.
  4. bithastighet . Bithastigheten er hastigheten eller dataoverføringshastigheten. Dens enhet er bit per sekund (bps).
  5. Tap . Noen kodeker eliminerer en viss mengde informasjonnår de utfører komprimeringen , så det resulterende signalet er ikke det samme som originalen ( tapskomprimering ). ( arkitektur ).

Lydkoding _

Den bruker en type trådløs beatstor som er spesielt utviklet for komprimering og dekomprimering av lydsignaler : lydkodeken .

Eksempler på lydkodek

Koding i det digitale TV- miljøet

I lang tid var det en debatt om hvilken av de 2 eksisterende kodemodellene som skulle råde:

CCIR (International Radio Consultative Committee) utstedte i 1982 CCIR 601 - standarden for digital komponent-TV.

Unipolar digital koding

Unipolar koding bruker en enkelt polaritet, og koder bare en av de binære tilstandene, 1, som tar en positiv eller negativ polaritet, det vil si at de tar samme verdi i et pulstog. Den andre tilstanden, vanligvis 0, er representert med 0 volt, det vil si tomgangslinjen.

Polar digital koding

Polar koding bruker to spenningsnivåer, positive og negative.

NRZ (No Return To Zero)

Signalnivået er alltid positivt eller negativt. De to mest brukte metodene er:

RZ (Return to Zero)

Den bruker tre verdier: positiv, negativ og null. En '1'-bit er representert av en positiv til null-overgang og en '0'-bit er representert ved en negativ til null-overgang, med spenningsretur 0 i midten av intervallet.

Bifase (selvsynkronisert)

I denne metoden endres signalet midt i bitintervallet, men går ikke tilbake til null, men fortsetter resten av intervallet på motsatt pol. Det finnes to typer bifase-koding:

Bipolar digital koding

Bipolar digital koding bruker tre verdier:

Nullspenningsnivået brukes til å representere en "null" bit. "En"-bitene er kodet som positive og negative verdier vekselvis. Hvis den første "en" er kodet med positiv amplitude, vil den andre bli kodet med negativ amplitude, den tredje med positiv amplitude, og så videre. Det er alltid en veksling mellom amplitudeverdiene for å representere "en"-bitene, selv om disse bitene ikke er påfølgende.

Det er 3 typer bipolar koding:

AMI (" Alternate Mark Inversion ")

De er avhengige av en type koding som representerer "enere" med pulser med alternativ polaritet, og "nullene" ved fravær av pulser. AMI-koden genererer ternære (+V -V 0), bipolare (+ - ), og RZ- eller NRZ-signaler (med eller uten retur til null). AMI-signalet har ikke en kontinuerlig komponent og tillater deteksjon av feil basert på loven om dannelse av alternative "enere". Faktisk vil mottak av påfølgende "enere" med samme polaritet skyldes en overføringsfeil.

Som figuren viser, har det resulterende elektriske signalet ikke en DC-komponent fordi merkene som tilsvarer den logiske "1" er vekselvis representert med positiv og negativ amplitude. Hver impuls nøytraliseres ved at den følgende impuls har motsatt polaritet.

Ved å kode "nullene" med pulser med vekslende polaritet og "enere" uten pulser, kalles den resulterende koden pseudoternær.

AMI (alternative mark inversion) koder er utviklet for å lindre ulempene med NRZ og RZ binære koder (synkronisme og likestrøm).

AMI-koden klarer å kansellere DC-komponenten til det elektriske signalet. Det løser imidlertid ikke spørsmålet om hvordan man unngår tap av klokkesignalet når man sender lange sekvenser med nuller. Dette problemet løses av de bipolare kodene med høy tetthet av orden N, HDBN (High Density Bipolar) som tilhører familien av AMI-koder, og som unngår overføring av sekvenser med mer enn N påfølgende "nuller". HDB3 er en bipolar kode av orden 3.

B8ZS (Bipolar 8-Zero Substitution)

B8ZS: den bipolare 8 nullsubstitusjonen, også kalt den binære 8 nullsubstitusjonen, den klare kanalen og 64 klar. Det er en kodingsmetode som brukes på T1-kretser, som setter inn to påfølgende ganger ved samme spenning - med henvisning til et bipolar brudd - i et signal hvor åtte påfølgende nuller sendes. Enheten som mottar signalet tolker det bipolare bruddet som et tidsgirsignal, som holder (holder) overførings- og skjuleenhetene synkronisert. Vanligvis, når påfølgende "enere" sendes, har den ene en positiv spenning og den andre har en negativ spenning.

Det vil si at når 8 påfølgende "nuller" vises, introduseres kunstige endringer i mønsteret basert på polariteten til den siste kodede 'en' biten:

V: Brudd, opprettholder den forrige polariteten i sekvensen.

B: Overgang, inverterer forrige polaritet i sekvensen.

De åtte nullene erstattes av sekvensen: 000V B0VB

B8ZS er basert på den gamle kodemetoden kalt Alternate Mark Inversion (AMI).

HDB3 (High Density Bipolar 3)

HDB3-koden er et godt eksempel på egenskapene som en linjekode må oppfylle for å kode i baseband:

-Frekvensspekteret har ingen likestrømskomponent og båndbredden er optimalisert.

-Bitsynkronisme er garantert med polaritetsvekslingen til "enerne", og ved å sette inn synkroniseringspulser i sekvensene av "null".

HDBN-koder (High Density Bipolar) begrenser antallet påfølgende nuller som kan overføres: -HDB3 støtter ikke mer enn 3 påfølgende nuller. De plasserer en impuls (positiv eller negativ) i stedet for den 4. null.

-Mottakeren må tolke denne pulsen som en null. For dette er det nødvendig å skille det fra de normale impulsene som representerer "ene".

-Den 4. nullpulsen genereres og sendes med samme polaritet som den foregående pulsen. Av denne grunn kalles V "polaritetsbruddpuls" (mottakeren gjenkjenner dette bruddet fordi den oppdager 2 påfølgende pulser med samme polaritet).

-For å opprettholde DC-komponenten med en nullverdi, må like mange positive og negative brudd overføres vekselvis (V+ V- V+ V-...).

-For alltid å holde polariteten til V-bruddene vekslende, er det i noen tilfeller nødvendig å sette inn en "fyller" -puls B (når polariteten til pulsen forut for V-bruddet ikke tillater at nevnte veksling kan oppnås). Hvis B-pulsene ikke ble satt inn, ville polaritetsbruddene V av den 4. null nødvendigvis ha samme fortegn.

I HDB3 kalles andre positive eller negative elektriske tilstander enn "null" impulser. (0 volt).

Når mer enn tre påfølgende nuller vises, grupperes de 4 av 4, og hver gruppe 0000 erstattes av en av følgende pulssekvenser: B00V eller 000V .

- B indikerer en impuls med et annet fortegn enn den forrige impulsen. Derfor opprettholder B loven om veksling av impulser, eller loven om bipolaritet, med resten av de overførte impulsene.

- V indikerer en impuls med samme fortegn som impulsen som går foran den, og dermed bryter loven om bipolaritet.

Gruppe 0000 erstattes av B00V når antall pulser mellom forrige V-brudd og den som skal legges inn er jevnt .

0000 -gruppen erstattes med 000V når antall pulser mellom forrige V-brudd og den som skal legges inn er oddetall .

På denne måten er det mulig å opprettholde loven om bipolaritet for impulsene som tilsvarer "enere", og også bipolariteten til "bruddene" gjennom B-impulsene og V-impulsene.

Den elementære deteksjonen av typiske støyoverføringsfeil (inversjon, duplisering eller tap av impulser) utføres ganske enkelt ved å kontrollere at impulsene mottatt av mottakeren samsvarer med polaritetsreglene fastsatt av HDB3-kodingen.

Feil oppdages vanligvis i tilfelle de 4 påfølgende nullene som HDB3 ikke tillater vises eller ved innsetting av en "en" og at de to V+-bruddene forblir med samme polaritet. Imidlertid er det tilfeller der det er feil som er umulige å oppdage og som til og med sprer seg og genererer enda flere feil.

For eksempel kan vi på bildet se et HDB3-signal med feil som RECEIVER ikke oppdager.

Se også

Referanser

Denne artikkelen inneholder informasjon om:

Eksterne lenker