PomocĂ analogovĂŠ modulace je moĹžnĂŠ pĹenĂĄĹĄet jednĂm pĹenosovĂ˝m kanĂĄlem nÄkolik informacĂ na rĹŻznĂ˝ch nosnĂ˝ch kmitoÄtech. TakovĂ˝m pĹenosovĂ˝m kanĂĄlem mĹŻĹže bĂ˝t tĹeba permanentnĂ telefonnĂ vedenĂ nebo koaxiĂĄlnĂ kabel nebo prostor mezi vysĂlaÄem a pĹijĂmaÄem. JednotlivĂŠ informace jsou pĹitom oddÄleny od sebe tĂm, Ĺže je pĹenĂĄĹĄĂme na rĹŻznĂ˝ch nosnĂ˝ch kmitoÄtech a pĹijĂmaÄ si svĂ˝m selektivnĂm zesilovaÄem âvybereâ jen jednu z mnoha. Situaci, kdy po jednom pĹenosovĂŠm kanĂĄlu pĹenĂĄĹĄĂme nÄkolik informacĂ v rĹŻznĂ˝ch frekvenÄnĂch pĂĄsmech ĹĂkĂĄme frekvenÄnĂ multiplex (angl. frequency division multiplexing, FDM). Existuje ale jeĹĄtÄ jedna metoda jak do jednoho pĹenosovĂŠho kanĂĄlu âvtÄsnatâ nÄkolik rĹŻznĂ˝ch informacĂ, a tou je ÄasovĂ˝ multiplex (time division multiplexing, TDM). PĹi tĂŠto metodÄ je pĹenosu jednĂŠ informace po pĹenosovĂŠm mediu vyhrazena urÄitĂĄ krĂĄtkĂĄ doba, bÄhem nĂĹž mĂĄ zdroj signĂĄlu plnou ĹĄĂĹku pĂĄsma pĹenosovĂŠho kanĂĄlu (media). Po nĂ se na medium pĹipne zdroj dalĹĄĂ informace a ta se pĹenĂĄĹĄĂ rovnÄĹž jen po stejnÄ krĂĄtkou dobu. Takto pokraÄujeme aĹž vyÄerpĂĄme vĹĄechny zdroje informacĂ a potĂŠ pĹijde Ĺada opÄt na zdroj prvnĂ informace. Na pĹijĂmacĂ stranÄ musĂme jen vÄdÄt, kdy se zaÄalo vysĂlat a jak dlouhĂĄ doba je vyhrazena pro jeden zdroj informace a mĹŻĹžeme pak jednotlivĂŠ informace po ĹadÄ pĹebĂrat. ÄasovĂ˝ multiplexer, tj. pĹĂstroj provĂĄdÄjĂcĂ ÄasovÄ multiplexovanĂ˝ pĹenos, si mĹŻĹžeme pĹedstavit jako po skocĂch rotujĂcĂ jednopĂłlovĂ˝ pĹepĂnaÄ, kterĂ˝ pĹipĂnĂĄ po ĹadÄ jednotlivĂŠ zdroje informacĂ na pĹenosovĂŠ medium. ObdobnÄ bychom si mohli pĹedstavit demultiplexer na pĹijĂmacĂ stranÄ (synchronizaci bychom si mohli pĹedstavit jako spoleÄnou osu pĹepĂnaÄe na vysĂlacĂ a na pĹijĂmacĂ stranÄ). Informace z jednoho zdroje je tedy po vedenĂ vysĂlĂĄna jen po krĂĄtkou, pĹedem definovanou dobu. Po tuto dobu je vhodnÄjĹĄĂ pĹenĂĄĹĄenou informaci zakĂłdovat jinak neĹž pomocĂ popsanĂ˝ch postupĹŻ, proto se uĹžĂvĂĄ zakĂłdovĂĄnĂ do tvaru krĂĄtkĂ˝ch impulsĹŻ a tÄmto zpĹŻsobĹŻm modulace se ĹĂkĂĄ impulsnĂ modulace (pulse modulation, PM).
Mezi zĂĄkladnĂ druhy impulsnĂ modulace patĹĂ impulsnĂ amplitudovĂĄ modulace (angl. pulse-amplitude modulation, PAM), impulsnĂ ĹĄĂĹkovĂĄ modulace (angl. pulse-width modulation, PWM), impulsnĂ frekvenÄnĂ modulace (angl. pulse-frequency modulation, PFM), impulsnĂ polohovĂĄ modulace (angl. pulse-position modulation, PPM) a impulsnĂ kĂłdovĂĄ modulace (angl. pulse-coded modulation, PCM). Tvar pĹenĂĄĹĄenĂŠho signĂĄlu je vidÄt na obrĂĄzku 6.7.
PĹi PAM vysĂlĂĄme ve stejnĂ˝ch ÄasovĂ˝ch intervalech impulsy stejnĂŠ ĹĄĂĹky, ale s amplitudou ĂşmÄrnou amplitudÄ pĹenĂĄĹĄenĂŠho signĂĄlu. PĹi PWM je amplituda a opakovacĂ frekvence impulsĹŻ konstantnĂ a mÄnĂ se jejich ĹĄĂĹka, pĹi PFM je konstantnĂ amplituda a ĹĄĂĹka impulsĹŻ a mÄnĂ se jejich opakovacĂ kmitoÄet. ProtoĹže PFM nenĂ pĹĂliĹĄ vhodnĂĄ pro ÄasovĂ˝ multiplex, byla vymyĹĄlena jejĂ modifikace, PPM, pĹi kterĂŠ se mÄnĂ ÄasovĂĄ pozice vysĂlanĂŠho impulsu (amplituda a ĹĄĂĹka zĹŻstĂĄvajĂ zachovĂĄny) vĹŻÄi synchronizaÄnĂmu impulsu. ÄasovĂĄ odchylka vysĂlanĂŠho impulsu vĹŻÄi synchronizaÄnĂmu impulsu je ĂşmÄrnĂĄ vysĂlanĂŠ informaci (je to impulsnĂ obdoba fĂĄzovĂŠ modulace, kterou jsme neprobĂrali, neboĹĽ jejĂ vlastnosti jsou v mnohĂŠm podobnĂŠ frekvenÄnĂ modulaci).
Zcela jinĂ˝ princip mĂĄ PCM. PĹi nĂ se vzorek analogovĂŠho signĂĄlu pĹevede na ÄĂslo a toto ÄĂslo se poĹĄle po pĹenosovĂŠm kanĂĄlu ve formÄ nul a jedniÄek. Princip je obdobnĂ˝ pĹenosu grafu ve formÄ tabulky (graf pĹedstavuje pĹŻvodnĂ analogovou informaci, tabulka jejĂ pĹevod na ÄĂsla), rozdĂl je jen v tom, Ĺže tabulka grafu nemusĂ bĂ˝t obecnÄ ekvidistantnĂ na ose ĂşseÄek; u PCM je to pĹedpoklad, aby se Ăşdaje o ose ĂşseÄek nemusely pĹenĂĄĹĄet, jsou ĂşplnÄ dĂĄny frekvencĂ vzorkovĂĄnĂ signĂĄlu. Mezi maximĂĄlnĂ frekvencĂ signĂĄlu, fS a minimĂĄlnĂ frekvencĂ vzorkovĂĄnĂ, fv platĂ NyquistĹŻv vztah, kterĂ˝ ĹĂkĂĄ, Ĺže minimĂĄlnĂ frekvence vzorkovĂĄnĂ musĂ bĂ˝t alespoĹ rovna dvojnĂĄsobku maximĂĄlnĂ frekvence obsaĹženĂŠ v signĂĄlu, fS < fv/2, jinak nelze ani teoreticky signĂĄl ze vzorkĹŻ zrekonstruovat. Prakticky je tĹeba tento koeficient zvýťit na 2,5 aĹž 3, tj. napĹ. zvukovĂ˝ signĂĄl s kmitoÄtem do 15 kHz by se mohl teoreticky vzorkovat kmitoÄtem 30 kHz, v praxi je tĹeba kmitoÄet vyĹĄĹĄĂ, okolo 40-45 kHz. Vzorek signĂĄlu se pak kvantuje, tj. srovnĂĄ se napĹ. s jednou z 256 ĂşrovnĂ, a je tedy pak reprezentovĂĄn 8bitovĂ˝m ÄĂslem. Pro pĹenos signĂĄlu PCM pak potĹebujeme pĹenosovĂ˝ kanĂĄl se ĹĄĂĹkou pĂĄsma, kterĂĄ je teoreticky dĂĄna tzv. Shannonovou vÄtou. Ta dĂĄvĂĄ do vztahu ĹĄĂĹku pĂĄsma pĹenosovĂŠho kanĂĄlu H, poÄet pĹenĂĄĹĄenĂ˝ch bitĹŻ za sekundu (oznaÄuje se bps, bits per second) a pomÄr signĂĄl-ĹĄum dosaĹžitelnĂ˝ na pĹenosovĂŠm kanĂĄlu, S/N. Shannonova vÄta znĂ:
bps=2.H.log2(1+S/N),
slovy po pĹenosovĂŠm vedenĂ se ĹĄĂĹkou pĂĄsma H a pomÄrem signĂĄl-ĹĄum S/N mĹŻĹžeme teoreticky pĹenĂŠst bps bitĹŻ za sekundu. VĂ˝sledek je pĹekvapivĂ˝. Je-li odstup signĂĄlu od ĹĄumu na telefonnĂm vedenĂ se ĹĄĂĹkou pĂĄsma 3 kHz cca 30dB (zhruba 30krĂĄt), dostĂĄvĂĄme teoretickĂ˝ limit pĹenosovĂŠ rychlosti v bitech za sekundu bps=30000. Tento teoretickĂ˝ limit je tĂŠĹž nutnĂŠ umÄt vyuĹžĂt; nejnovÄjĹĄĂ norma V34 pro pĹenos na telefonnĂm vedenĂ dosahuje 28800 bps, je tedy velice blĂzko teoretickĂŠho limitu pro uvedenĂ˝ pomÄr signĂĄl-ĹĄum. I pĹes relativnÄ velkou moĹžnost pĹenosovĂŠho vedenĂ, danou Shannonovou vÄtou, je poÄet bitĹŻ informace i pro jednoduchĂ˝ signĂĄl, napĹ. zvukovĂ˝, velmi vysokĂ˝; abychom pĹenesli signĂĄl do kmitoÄtu 15 kHz, potĹebujeme udÄlat cca 45000 vzorkĹŻ za sekundu a kaĹždĂ˝ vzorek reprezentuje 8 bitĹŻ, tj. dohromady 360kbps. Zde musĂ pĹijĂt na pomoc jeĹĄtÄ pĹed pĹenosem algoritmy umoĹžĹujĂcĂ tzv. kompresi dat. JednĂm z takovĂ˝ch algoritmĹŻ, vhodnĂ˝m prĂĄvÄ pro data zĂskanĂĄ digitalizacĂ analogovĂŠho signĂĄlu, je algoritmus vyuĹžĂvajĂcĂ faktu, Ĺže nĂĄslednÄ po sobÄ jdoucĂ vzorky se mĂĄlo liĹĄĂ a Ĺže tedy bude efektivnÄjĹĄĂ popisovat data rozdĂly mezi po sobÄ jdoucĂmi vzorky (na rozdĂly mĹŻĹže staÄit jeden nebo dva bity). Teoreticky bychom tak mohli dosĂĄhnout aĹž osminĂĄsobnĂŠ komprese dat.
PCM s nĂĄslednou kompresĂ dat se pouĹžĂvĂĄ napĹ. pĹi zĂĄznamu na CD DA disky (Compact Disc Digital Audio) a pĹi nÄkterĂ˝ch pĹenosech pĹes druĹžice (norma D2MAC-packet).