自适应差分脉冲编码调制 (ADPCM)

ADPCM 是一种 DPCM（差分脉冲编码调制）类型。它也是一种像 DPCM 一样的差分编码技术。 ADPCM 的开发是为了克服 DPCM (差分脉冲编码调制) 和 DM (增量调制) 的缺点。然而，一种名为连续可变斜率增量调制 (CVSDM) 的 DM 方法比 ADPCM 具有更多优势。

与 DPCM 不同，ADPCM 中的信号变化有助于改变量化级别的步长。它减少了调制过程中的过载误差。步长与输入消息的速率成正比。如果消息信号的变化率很高，步长将很高。同样，如果消息信号的变化率较慢，步长将很小。

与 PCM (脉冲编码调制) 过程相比，DPCM 需要更少的量化级别。与 DPCM 和 PCM 相比，ADPCM 需要更少的级别数。这意味着 ADPCM 比 DPCM 和 PCM 提供了更好的带宽缩减。级别数与带宽成正比。级别越少，带宽就越小。

框图

自适应差分 PCM 的框图如下所示

ADPCM 的框图包含末端的量化器、编码器、预测器（作为反馈环路）和解码器。编码器的功能类似于调制过程，解码器的功能类似于解调。 16k 比特、24k、32k 和 40k 比特的各种通道有不同的应用。例如，16k 和 24k 比特通道用于通过 DCME (数字电路设备) 传输语音。

量化器

ADPCM 电路中存在一个量化器，它位于电路的发送端和接收端。它减少了离散符号的数量。它添加了一些冗余位并压缩数据，使其适合存储和传输。

编码器

编码器是将模拟信号转换为数字脉冲的设备。它通过生成一个二进制脉冲或模式来响应每个样本。它还减少了传输带宽，具体取决于量化级别之间的步长。可以使用不同的级别量化器来分配不同数量的二进制数字。

量化器

它充当反向量化器。它使用相同的二进制数字生成一个量化的相反信号。

自适应预测器

它通过生成输入信号的估计来完成反馈环路。反馈环路检测消息信号中的变化，这有助于改变步长。

解码器

数字编码信号到达接收器。它首先从信号中去除噪声。量化过程不允许轻松分离信号和噪声。因此，在解码阶段从信号中去除噪声至关重要。它的工作方式类似于解调过程，并将二进制脉冲转换为原始形式或模拟信号。

ADPCM 的优点

ADPCM 的优点如下

• 良好的带宽压缩
  由于量化过程中涉及的量化级别较少，ADPCM 具有更好的带宽压缩能力。
• 低功耗
  ADPCM 消耗的功耗低于 PCM 和 DPCM。这是由于其高效的算法使用了较低的传输速率。
• 无需同步
  它不需要握手（起始位和停止位）来启动传输过程。
• 调制简单
  ADPCM 的调制遵循输入信号。这有助于它检测信号中的任何变化。信号中的变化用于更改量化过程中的步长。因此，与 DPCM 相比，ADPCM 的调制过程很容易。
• 步长可以更改
  根据信号变化，可以更改自适应差分 PCM 过程中的步长。

ADPCM 的缺点

ADPCM 的缺点如下

• 比 DPCM 具有更高的量化噪声。
• 连续可变斜率增量调制 (一种 DM (增量调制) 类型) 比 ADPCM (自适应差分脉冲编码调制) 具有更好的优势。
• 接收器进行的步长变化应与发射器进行的步长变化相匹配。

ADPCM 的应用

ADPCM 用于各种应用中，例如 IP 电话，也称为 VoIP (通过 Internet 协议的语音)。它是一种通过 IP (Internet 协议) 传输语音的技术。ADPCM 算法用于将线路容量增加一倍。此过程被命名为 G.726，这是一种语音编码标准，涵盖以不同速率（16k 比特、24k、32k 和 40k 比特）传输语音。

ADPCM 与 DPCM

让我们讨论这两种 PCM 类型之间的区别。

ADPCM 和 DPCM 之间的区别如下所示