Die Pulscodemodulation

Die Mehrzahl der Signale, die in der Nachrichtenverarbeitung von Bedeutung sind, liegen in analoger Form vor. Zur digitalen Signalverarbeitung ist es deshalb notwendig, das Analogsignal in ein wert- und zeitdiskretes Signal umzuwandeln. Diese Aufgabe erfüllt die Pulscodemodulation (PCM), wozu zwei Verarbeitungsschritte durchzuführen sind, wie es in Abb. 8.1 gezeigt ist. Das bandbegrenzte Analogsignal wird durch einen Abtaster, dessen Periodendauer T _S aufgrund der Abtastung im Zeitbereich durch die im Analogsignal maximal auftretende Frequenz bestimmt ist, in ein zeitdiskretes Signal umgewandelt. Hierzu kann eine Pulsamplitudenmodulation aus Kapitel 7.1 eingesetzt werden. In einem weiteren Verarbeitungsschritt entsteht aus dem abgetasteten Signal ein Digitalsignal. Hierbei werden die wertkontinuierlichen Abtastwerte durch Werte aus einem endlichen Zeichenvorrat repräsentiert. Dieser Schritt wird Quantisierung oder Diskretisierung genannt. Anschließend werden die quantisierten Werte codiert, d. h., es wird eine eindeutige Zuordnung hergestellt zwischen den quantisierten Werten und einer Darstellung dieser Werte durch Elemente aus einem weiteren Zeichenvorrat. Dieser wird derart gewählt, daß eine günstige Weiterverarbeitung des Digitalsignals ermöglicht wird. Da man die zur Verfügung stehenden Zeichen auch als Alphabet bezeichnet, erlaubt die Codierung eine Zuordnung zwischen den Zeichen verschiedener Alphabete. Unter der Stufenzahl eines Codes versteht man die Anzahl der zur Verfügung stehenden unterschiedlichen und einander ausschließenden Zeichen eines Alphabets. Häufig benutzt man zur Codierung einen Binärcode, dessen Alphabet nur aus zwei Zeichen besteht, die meist als „0“ und „1“ geschrieben werden.