• Digitalisasi
— Konversi dari data analog ke data digital
— Data digital lalu dp ditransmisikan menggunakan NRZ-L
— Data digital dp ditransmisikan menggunakan code lain selain NRZ-L
— Data digital dapat dikonversikan kembali ke sinyal analog
— Konversi analog ke digital dilakukan menggunakan codec
— Pulse code modulation
— Delta modulation
Pulse Code Modulation(PCM) (1)
• Jika suatu sinyal dicuplik (sampling) dg interval regular dg laju lebih besar drpd dua kali frekuensi tertinggi sinyal, sampel-sampel memuat semua informasi dari sinyal original
• Data suara dibatasi di bawah 4000Hz
• Memerlukan 8000 sampel per detik
• Sampel-sampel analog (Pulse Amplitude Modulation, PAM)
• Tiap sampel dialokasikan nilai digital
Jika sinyal diambil pada interval regular kecepatannya lebih tinggi daripada kedua sinyal frekuensi, sample menahan banyak informasi pada sinyal original – (Proof - Stallings appendix 4A).
Batas data voice(suara) sampai 4000Hz
Membutuhkan 8000 sample tiap detik
Sample-sample analog (Pulse Amplitude Modulation, PAM)
Tiap sample diberikan nilai digital
Pulse Code Modulation(PCM) (2)
• Sistem 4 bit memberikan 16 level
• Kuantisasi
— Error kuantisasi atau noise
— Aproksimasi berarti tdk mungkin utk mendpkan kembali sinyal original secara eksak
• Sampel 8 bit memberikan 256 level
• Kualitas sebanding dg transmisi analog
• 8000 sampel per detik dg masing-masing sampel 8 bit memberikan 64kbps
PCM Example
PCM Block Diagram
Dibatasi frekuensi dibawah 4000 Hz, prosedur lama dapat menjelaskannya, 8000 sampel per detik akan cukup mampu mengkarakteristikkan sinyal suara dengan lengkap. Patut dicatat, bagaimanapun juga, bahwa ini merupakan sampel-sampel analog, yang disebut sebagai sampel Pulsa Amplitudo Modulasi (PCM). Untuk mengubah menjadi digital, masing-masing sampel analog ini harus ditandai dengan suatu kode biner. Gambar 5.10 menunjukkan contoh di mana masing-masing sampel didekati dengan terkuantisasi menjadi satu dari 16 level yang berbeda. Kemudian masing-masing sampel ditunjukkan melalui 4 bit. Namun karena nilai-nilai yang di kuantisasi merupakan perkiraan, tidak mungkin bisa mewakili sinyal yang asli dengan sangat tepat. Dengan menggunakan sampel 8-bit, yang memungkinkan 256 level kuantisasi, mutu sinyal suara yang diwakili mampu dibandingkan dengan sinyal suara yang diperoleh melalui transmisi analog. Patut dicatat bahwa hal ini menyatakan secara tidak langsung bahwa rate data 8000 sampel per detik x 8 bit per sampel = 64 kbps diperlukan untuk sinyal suara tunggal. Jadi, PCM memulai dengan suatu waktu-kontinu, sinyal amplitudo-kontinu (analog), dari mana sinyal digital dihasilkan. Sinyal digital terdiri dari blok-blok n bit, dimana setiap bilangan bit n adalah amplitudo pulsa PCM. Pada penerima, proses ini dibalik agar menghasilkan sinyal analog. ingat, bagaimanapun juga, proses ini melanggar perihal teori pengambilan sampel. Dengan mengkuantisasi pulsa PAM, sinyal yang asli sekarang hanya pendekatannya dan tidak dapat diperbaharui dengan tepat. efek ini dikenal sebagai. Error Terkuantisasi atau Derau kuantisasi. Perbandingan sinyal-terhadap-derau untuk derau kuantisasi dapat dinyatakan sebagai [GIBS93].
Jadi, masing-masing bit tambahan yang dipergunakan untuk kuantisasi meningkatkan SNR kira-kira 6 dB, yang merupakan faktor 4. Biasanya, skema PCM diperhalus menggunakan teknik yang disebut pengkodean nonlinear, yang artinya bahwa level-level kuantisasi tidak dipergunakan sama. Problem yang didapat bila sinyal diperlakukan sama adalah membuat rata-rata error absolut untuk setiap sampel juga sama, tanpa memperhatikan level sinyal. Akibatnya, nilai-nilai amplitudo yang lebih rendah relatif lebih terdistorsi. Dengan memperbesar jumlah langkah-langkah kuantisasi untuk sinyal-sinyal beramplitudo rendah, serta memperkecil jumlah langkah-langkah kuantisasi untuk sinyal beramplitudo besar, dapat diperoleh pengurangan yang nyata di semua distorsi sinyal. Efek yang sama dapat diperoleh dengan menggunakan kuantisasi yang seragam tetapi juga melakukan Companding (penyingkatan diperluas) dari sinyal analog input. Companding adalah proses mempersingkat rentang intensitas sebuah sinyal dengan penambahan lebih banyak penguat untuk sinyal-sinyal yang lemah dibanding terhadap sinyal yang kuat pada input. Pada output operasi Pembalikan digunakan. Untuk sinyal-sinyal suara, peningkatan sebesar 24 sampai 30 dB diperoleh
Nonlinear Encoding
• Level kuantisasi tidak sama
• Mengurangi keseluruhan distorsi sinyal
• Dapat juga dilakukan dengan companding
Effect dari Non-Linear Coding
Fungsi Companding Tipikal
Delta Modulation
• Input analog diaproksimasikan dg fungsi tangga (staircase function)
• Naik atau turun satu level (d) pd tiap interval sample
Delta Modulation - contoh
Delta Modulation – Operasi
