Различают три метода цифрового представления аналоговых сигналов (3 метода цифровой модуляции):
Во всех случаях процедура цифровой модуляции состоит из трех операций: дискретизации, квантования и кодирования. Дискретизация и квантование осуществляются на основе ранее изложенных принципов, а именно, дискретизация с соблюдением условий теоремы Котельникова, а квантование - исходя из допустимого уровня шумов квантования.
В тоже время каждый метод цифровой модуляции обладает определенными особенностями, которые будут рассмотрены в данной и следующих лекциях.
Из принципа ИКМ следует, что при этом методе каждый отсчет сигнала кодируется отдельно и соответственно, каждая кодовая ipynna несет информацию об одном отсчете сигнала.
Принцип ДИКМ заключается в том, что в данном случае квантуются и кодируются не мгновенные значения кодируемого сигнала в моменты дискретизации, а разноси» между действительным и предсказанным значениями сигнала в тактовый момент. При ДИКМ предсказанное значение сигнала в i-ый тактовый момент принимается равным значению сигнала в предыдущий (М) тактовый момент.
Принятый алгоритм предсказания при ДИКМ является достаточно простым, а техническая реализации его не вызывает затруднений, что объясняет наибольшее распространение ДИКМ среди методов кодирования с предсказанием. Особенности формирования разностного сигнала при ДИКМ объясняются на Рис. 1., 2.
Рис. 1. Формирование разностного сигнала при ДИКМ.
Рис. 2. (а, б) Принцип ДИКМ.
Осуществляя квантование и кодирование разностей соседних отсчетов, получают цифровой ДИКМ сигнал.
Как видно из рисунков, амплитуды разностей отсчетов меньше амплитуд самих отсчетом, поэтому при одинаковом шаге квантования число разрядов кодовой группы при ДИКМ меньше, чем при ИКМ. Уменьшение числа разрядов в кодовой группе при ДИКМ снижает скорость передачи цифрового по тока и, следовательно, уменьшает требуемую полосу частот линии передачи. Если же полоса частот линии передачи и скорость цифрового потока определяются параметрами ИКМ, то применение ДИКМ позволяет уменьшить ошибку квантования по сравнению с ИКМ за счет уменьшения шага квантования.
В настоящее время известно много вариантов технической реализации ДИКМ. Наиболее широкое распространение получила схема кодера ДИКМ с обратной связью, представленная на Ряс. 3.а
Рис. 3. Структурная схема кодека ДИКМ: а) - кодер б) - декодер
В этой схеме оценивается не разность между двумя соседними отсчетами передаваемого сигнала, а разность между значением данного отсчета квантованным значением предыдущего отсчета, что позволяет уменьшить ошибку квантования. Временные диаграммы, поясняющие принцип кодера, показаны на Рис. 4.
Структурная схема кодера включает в себя: ФНЧ, ограничивающим спектр частот входного сигнала частотой Fв, дифференциальный (разностный) усилитель ДУ, усиливающий разность двух сигналов, посыпающих на его входы; дискретизатор Дскр, осуществляющий дискретизацию разностного сигнала; кодер ИКМ, осуществляющий квантование и кодирование разностного сигнала; декодер ИКМ, в котором кодовые группы преобразуются в дискретные отсчеты разностного сигнала; интегратор Инт, преобразующий амплитудные отсчеты поступающие на его вход, в ступенчатую функцию.
Рис. 4. Временные диаграммы формирования сигнала при ДИКМ.
а - определение разностного сигнала
б - разностный сигнал
в - сформирование сигнала на выходе декодера
Рассмотрим принцип работы кодера (Рис. 4.а). В начальный момент времени t1 напряжение на выходе интегратора отсутствует и на выходе усилителя напряжение соответствует непрерывному сигналу. Дискретный отсчет с амплитудой U1 квантуется И кодируется в кодере ИКМ и затем через декодер поступает на интегратор, который запоминает его амплитуду до момента времени t2. В момент времени t2 напряжение на неинвертирующем входе ДУ (1) равно напряжению аналогового сигнала U2, а на инвертирующем входе (2) - напряжению на выходе интегратора U1. На выходе разностного усилителя получаем разность напряжений 
U1 = U2-U1. После квантования и кодирования этой разности в линию поступает кодовая группа, соответствующая разности двух соседних отсчетов. По цепи обратной связи через декодер амплитуда отсчета U2 поступает на интегратор и запоминается им до момента времени t3 В этот момент времени опять происходит определение разности U2, ее квантование, кодирование и т.д. Когда напряжение на выходе интегратора (в момент t4) больше напряжения аналогового сигнала, разность на выходе ДУ будет отрицательной. После квантования, кодирования и декодирования на выходе интегратора получится отрицательный скачок напряжения U3 на величину этой разности.
Структурная схема декодера ДИКМ (см. Рис. 3.б) состоит из декодера ИКМ, интегратора и ФНЧ. На выходе декодера ИКМ, получают сигнал, соответствующий разности соседних отсчетов (см. Рис. 4.б). Эти отсчеты интегратор преобразует в ступенчатое напряжение (см. Рис. 4.в), а ФНЧ "сглаживает" его, в результате чего опять получают непрерывный сигнал (штриховая линия на Рис. 4.в).В случае ДИКМ, как и при ИКМ, основным источником шумов является квантование. Но в отличии от ИКМ при этом методе отсутствуют шумы ограничения, поскольку результат процесса кодирования, не зависит от абсолютного значения входного сигнала, но зато возможно появление другого вида искажений - перегрузки по крутизне, когда приращение сигнала за тактовый интервал чрезмерно велико.
Итак, при ДИКМ кодируется не значение отсчетов сигнала, а разность соседних отсчетов. Квантование и кодирование разности позволяет уменьшить число уровней квантования разностей отсчетов по сравнению с необходимым числом уровней при квантовании самих отсчетов. Таким образом, уменьшается разрядность информационных символов, передаваемых по каналу передачи в единицу времени. ДИКМ целесообразно применять при передаче телевизионных и видеотелефонных сигналов, когда возможны резкие изменения напряжения сигнала, соответствующего границам между темными и яркими деталями изображения.
