KWALIFIKACJA INF1 - STYCZEŃ 2015

PYTANIE NR 20.
Przedstawiany na rysunku etap procesu modulacji impulsowo-kodowej nosi nazwę
Ilustracja przedstawia wykres funkcji f(t) w kontekście procesu modulacji impulsowo-kodowej, zwanego próbkowaniem.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Próbkowanie w PCM to etap, w którym sygnał ciągły w czasie jest pobierany w kolejnych chwilach i zamieniany na ciąg próbek (impulsów odpowiadających wartości sygnału). Kwantyzacja dotyczy dyskretyzacji amplitudy, a kodowanie – zapisu próbek w postaci słów binarnych; filtrowanie nie jest tym etapem schematu.

Pełne wyjaśnienie:

W modulacji impulsowo-kodowej (PCM) sygnał analogowy jest przekształcany do postaci cyfrowej w uporządkowanych krokach. Etap nazwany próbkowaniem polega na tym, że sygnał ciągły w czasie jest "mierzony" w kolejnych chwilach (co okres próbkowania), a wynikiem jest ciąg wartości dyskretnych w czasie – tzw. próbki. Na schematach najczęściej widać to jako impulsy lub punkty odpowiadające wartości sygnału w wybranych momentach.

Odpowiedź "próbkowania" jest właściwa, gdy na rysunku przedstawiono pobieranie wartości sygnału w regularnych odstępach czasu (dyskretyzacja osi czasu). To jeszcze nie oznacza, że amplituda ma skończoną liczbę poziomów ani że powstał zapis binarny.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • "kwantyzacji" dotyczy innego kroku: po próbkowaniu wartości próbek są zaokrąglane/przypisywane do najbliższych poziomów z ustalonego zbioru. Na schemacie kwantyzację rozpoznaje się po "schodkach" lub poziomach amplitudy, a nie po samych chwilach pobrania.
  • "kodowania" to etap zamiany (zwykle już skwantyzowanych) próbek na słowa bitowe. Wtedy pojawia się reprezentacja binarna, np. ciągi 0/1, ramki, słowa kodowe.
  • "filtrowania" jest procesem obróbki sygnału (często stosuje się filtr antyaliasingowy przed próbkowaniem), ale nie jest to to samo co przedstawienie operacji pobierania próbek. Sam filtr nie tworzy ciągu próbek.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli rysunek pokazuje "odczyty" sygnału w punktach czasu – myśl o próbkowaniu. Jeśli pokazuje ograniczoną liczbę poziomów amplitudy – to kwantyzacja. Jeśli widać bity – to kodowanie.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
PCM to metoda zamiany sygnału analogowego na cyfrowy przez próbkowanie (czas), kwantyzację (amplituda) i kodowanie (zapis bitowy). Dzięki temu sygnał można łatwiej przesyłać i przetwarzać w systemach telekomunikacyjnych.
Próbkowanie rozpoznasz po tym, że sygnał jest "pobierany" w kolejnych chwilach czasu: widać punkty/impulsy w równych odstępach, odpowiadające wartości sygnału. Nie ma jeszcze poziomów kwantyzacji ani ciągów bitów.
Próbkowanie dyskretyzuje czas (wybierasz momenty pomiaru), a kwantyzacja dyskretyzuje amplitudę (zaokrąglasz wartości do poziomów). W PCM oba kroki występują kolejno, ale opisują różne "osi" sygnału.
Kodowanie wymaga danych w postaci liczb (próbek), zwykle już po kwantyzacji. Bez próbkowania nie masz dyskretnych wartości do zapisania, a bez kwantyzacji nie masz skończonego zbioru poziomów, który da się efektywnie odwzorować na bity.
Filtrowanie bywa stosowane w torze sygnałowym (np. filtr antyaliasingowy przed próbkowaniem), ale nie jest tym samym co podstawowe etapy PCM widoczne na typowych schematach: próbkowanie, kwantyzacja i kodowanie.
Zapis binarny pojawia się na etapie kodowania. Wtedy kolejnym próbkom (najczęściej skwantyzowanym) przypisuje się słowa bitowe. Na schemacie będzie to widoczne jako ciągi 0/1 lub słowa kodowe.
Najczęściej myli się próbkowanie z kwantyzacją (bo oba "upraszczają" sygnał) oraz uznaje filtrowanie za etap PCM. Pomaga zasada: próbki = punkty w czasie, kwantyzacja = poziomy amplitudy, kodowanie = bity.
Zbyt mała częstotliwość próbkowania może powodować aliasing, czyli zniekształcenia wynikające z nakładania się widm. W praktyce dobiera się ją tak, aby poprawnie odtworzyć pasmo sygnału po stronie odbiornika.
PCM spotyka się m.in. w cyfryzacji mowy i systemach telefonicznych oraz w urządzeniach, które zamieniają sygnały analogowe na cyfrowe do transmisji lub rejestracji. Zrozumienie PCM pomaga w analizie jakości i zakłóceń toru.
Ćwicz na schematach: zaznacz, czy obraz pokazuje momenty czasu (próbkowanie), poziomy (kwantyzacja), czy 0/1 (kodowanie). Rób krótkie fiszki z cechami rozpoznawczymi i rozwiązuj zadania z rysunkami.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 50% zdających egzamin. trudne

Eksperci podkreślają: "Próbkowanie w PCM to etap, w którym sygnał ciągły w czasie jest pobierany w kolejnych chwilach i zamieniany na ciąg próbek (impulsów odpowiadających wartości sygnału)."

Źródła:

  • B. P. Lathi, "Modern Digital and Analog Communication Systems", rozdział o PCM (sampling/quantization/encoding), Oxford University Press, wydanie zależne od dostępnej wersji
  • J. G. Proakis, M. Salehi, "Digital Communications", część o reprezentacji sygnałów i PCM, McGraw-Hill, wydanie zależne od dostępnej wersji
  • ITU-T Recommendation G.711, "Pulse code modulation (PCM) of voice frequencies", opis kontekstu PCM, https://www.itu.int/rec/T-REC-G.711 (dostęp 2026-03-04)

Materiały:

  • Podręcznik do telekomunikacji / transmisji cyfrowej omawiający PCM (rozdziały o próbkowaniu, kwantyzacji i kodowaniu).
  • Materiały dydaktyczne o twierdzeniu Nyquista-Shannona i aliasingu.
  • Dokumentacja lub noty aplikacyjne dotyczące kodeków PCM (np. mowy) jako przykład praktyczny.

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego