KWALIFIKACJA INF1 - CZERWIEC 2014

PYTANIE NR 14.
Jak określa się technikę modulacji, w której nadajnik próbkuje sygnał, a następnie koduje różnicę pomiędzy próbką rzeczywistą a przewidywaną?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
DPCM to technika, w której nadajnik próbuje przewidzieć kolejną próbkę na podstawie wcześniejszych, a następnie koduje różnicę (błąd predykcji) między wartością rzeczywistą a przewidywaną. PAM i PWM zmieniają parametry impulsu, a PCM koduje bezpośrednio wartości próbek, nie samą różnicę.

Pełne wyjaśnienie:

Opis "nadajnik próbkuje sygnał, a następnie koduje różnicę pomiędzy próbką rzeczywistą a przewidywaną" odpowiada technice DPCM (Differential Pulse Code Modulation). Jej istotą jest zastosowanie predyktora, który na podstawie wcześniejszych próbek wyznacza wartość przewidywaną kolejnej próbki. Do transmisji/kodowania trafia nie sama próbka, lecz błąd predykcji, czyli różnica: próbka rzeczywista minus próbka przewidywana.

Dlaczego to działa? W wielu sygnałach (np. mowa) kolejne próbki są do siebie podobne, więc błąd predykcji ma mniejszą zmienność i zwykle mniejszą amplitudę niż sygnał pierwotny. Dzięki temu można go efektywniej kwantyzować i kodować, co przekłada się na mniejszą liczbę bitów lub lepszą jakość przy tej samej przepływności.

Pozostałe odpowiedzi nie pasują do opisu:

  • PAM (modulacja amplitudy impulsów) polega na zmianie amplitudy impulsów zgodnie z próbkowaną wartością sygnału. Nie obejmuje etapu predykcji i kodowania różnicy.
  • PWM (modulacja szerokości impulsów) zmienia wypełnienie/szerokość impulsów, a nie koduje numerycznie różnicy między próbką a przewidywaniem.
  • PCM koduje wartości próbek po kwantyzacji bezpośrednio (wprost), czyli przesyła reprezentację próbki, a nie błąd predykcji. Brak elementu "próbka przewidywana" jako kluczowego kroku.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w treści pojawia się "przewidywana" oraz "różnica" lub "błąd predykcji", to praktycznie zawsze chodzi o DPCM (lub jego rozwinięcia, np. ADPCM).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
DPCM koduje różnicę między próbką rzeczywistą a próbką przewidywaną (błąd predykcji). PCM koduje bezpośrednio wartości próbek po kwantyzacji. DPCM zwykle daje mniejszą redundancję, bo błędy predykcji mają mniejszą dynamikę niż sam sygnał.
Predykcja wykorzystuje fakt, że kolejne próbki wielu sygnałów (np. mowy) są podobne. Jeśli przewidywanie jest dobre, to przesyłana różnica jest mała i łatwiejsza do zakodowania. To może zmniejszyć liczbę bitów lub poprawić jakość przy tej samej przepływności.
Szukaj sformułowań: "próbka przewidywana", "błąd predykcji", "kodowanie różnicy" albo "różnica między próbką rzeczywistą a przewidywaną". To charakterystyczne dla DPCM, bo PCM nie używa predykcji, a PAM/PWM odnoszą się do parametrów impulsów, nie do błędu.
Nie. PAM i PWM to techniki modulacji impulsowej (zmiana amplitudy lub szerokości impulsów). PCM i DPCM to techniki kodowania próbek do postaci cyfrowej (z kwantyzacją i kodowaniem). W zadaniach egzaminacyjnych te pojęcia bywają zestawiane, by sprawdzić rozróżnianie rodzin metod.
Oznacza, że zamiast przesyłać pełną wartość próbki, przesyła się informację "o ile" próbka różni się od tego, co układ przewidział. Odbiornik wykonuje takie samo przewidywanie i dodaje odebraną różnicę, aby odtworzyć próbkę.
Najczęściej myli się PCM z DPCM, bo skróty są podobne, a oba dotyczą próbkowania i kodowania. Drugi błąd to wybór PAM/PWM tylko dlatego, że w pytaniu pada słowo "modulacja". Warto zawsze sprawdzić, czy występuje element predykcji i różnicy.
Gdy sygnał ma silną korelację czasową, czyli kolejne próbki są do siebie podobne (np. mowa, wolnozmienne przebiegi). Wtedy błąd predykcji ma mniejszą wariancję i można go skuteczniej kwantyzować. Dla sygnałów "losowych" zysk może być mniejszy.
W praktyce spotyka się różne techniki kodowania mowy, a DPCM jest ideową podstawą dla metod z predykcją i kodowaniem różnicowym. Na egzaminie kluczowe jest rozumienie mechanizmu: predykcja + kodowanie błędu, niezależnie od konkretnej implementacji w danym standardzie.
Wystarczą podstawy: próbkowanie, kwantyzacja, kodowanie binarne, pojęcie predykcji oraz "błąd predykcji" jako różnica między wartością rzeczywistą i przewidywaną. Pomaga też umiejętność odróżnienia modulacji impulsów (PAM/PWM) od kodowania PCM.
Jeśli odpowiedź lub opis mówi o różnicy, "błędzie" albo "predykcji", wybór zwykle kieruje do DPCM. Jeśli mowa o bezpośrednim kodowaniu próbek po kwantyzacji bez przewidywania, to PCM. PAM/PWM rozpoznasz po słowach "amplituda impulsu" lub "szerokość impulsu".
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 54% zdających egzamin. trudne

Eksperci podkreślają: "DPCM to technika, w której nadajnik próbuje przewidzieć kolejną próbkę na podstawie wcześniejszych, a następnie koduje różnicę (błąd predykcji) między wartością rzeczywistą a przewidywaną."

Źródła:

  • John G. Proakis, Masoud Salehi, "Digital Communications", rozdziały dotyczące PCM/DPCM (opis kodowania różnicowego i predykcji), wydania standardowe (McGraw-Hill).
  • Bernard Sklar, "Digital Communications: Fundamentals and Applications", sekcje o kodowaniu mowy oraz PCM/DPCM (definicja i zasada kodowania różnicy), wydania standardowe (Prentice Hall).
  • Alan V. Oppenheim, Ronald W. Schafer, "Discrete-Time Signal Processing", fragmenty o predykcji liniowej i błędzie predykcji (podstawa idei DPCM), wydania standardowe (Prentice Hall).

Materiały:

  • Podręczniki z łączności cyfrowej (rozdziały o PCM/DPCM/ADPCM)
  • Materiały dydaktyczne z cyfrowego przetwarzania sygnałów (predykcja, kwantyzacja, kodowanie)
  • Notatki do kwalifikacji z podstaw transmisji i kodowania sygnałów

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego