Modulación diferencial por codificación de impulsos

La modulación por impulsos codificados diferencial ( DPCM ) codifica los cambios entre muestras consecutivas de una señal , en lugar de codificar directamente el valor de la señal (como se hace en la modulación por impulsos codificados ). Por lo tanto, la decodificación podría realizarse mediante la integración de las muestras DPCM a lo largo del tiempo. La entrada puede ser una señal analógica o digital .

Si la entrada es una señal analógica de tiempo continuo , es necesario muestrearla para convertirla en una señal de tiempo discreto . Existen dos métodos para codificar cada valor DPCM:

• Método 1: Primero, cuantice las muestras (si aún no lo están). El resultado es la diferencia entre la muestra actual y la anterior.
• Método 2: Cuantificar la diferencia entre la muestra actual y la salida de un decodificador local.

Aplicando uno de estos dos métodos, se elimina la redundancia a corto plazo (correlación positiva de valores cercanos) de la señal; se pueden lograr índices de compresión del orden de 2 a 4 si las diferencias se codifican posteriormente mediante entropía , ya que la entropía de la señal de diferencia es mucho menor que la de la señal discreta original tratada como muestras independientes. Sin embargo, eliminar esta redundancia hace que la señal codificada sea más frágil. ^{[ 1 ]}

La modulación delta se introdujo antes que la DPCM y puede considerarse un caso especial de esta, ya que también utiliza un principio de retroalimentación similar. ^{[ 1 ]} La DPCM fue inventada por C. Chapin Cutler en los Laboratorios Bell en 1950. Además de un método que codifica la derivada de la señal , Cutler también describe un método que codifica la segunda derivada (que reconstruye la señal mediante una integral doble) y un método que codifica la tercera derivada de la señal (que reconstruye la señal mediante una integral triple). ^{[ 2 ]}

El codificador realiza la función de diferenciación; un cuantificador precede a la diferenciación de muestras cuantificadas adyacentes; el decodificador es un acumulador que, si se inicializa correctamente, recupera con exactitud la señal cuantificada.

La incorporación del decodificador dentro del codificador permite la cuantificación de las diferencias, incluyendo la cuantificación no lineal, en el codificador, siempre que se utilice un cuantificador inverso aproximado adecuado en el receptor. El error de cuantificación de muestras anteriores se acumula mediante la integración, de modo que las cuantificaciones subsiguientes compensan parcialmente los errores de cuantificación acumulados previamente. Cuando el cuantificador es uniforme, el decodificador regenera las diferencias implícitamente, como en este sencillo diagrama que mostró Cutler:

• Modulación por impulsos codificados diferencial adaptativa
• Modulación delta , un caso especial de DPCM donde las diferencias e _Q [n] se representan con 1 bit como ±Δ
• Métodos de modulación de pulsos
• Modulación delta-sigma