第5章_脉冲编码调制_2-2.ppt

* * 讨论： ●上式表示的是一个近似对数关系 → μ 律也称近似对数压扩率； ● μ越小，压缩越小； ● μ＝0时，y＝x，压缩特性是一条过原点的直线→没有压扩效果； ● μ越大，压扩作用越明显→对改善小信号的特性越有利，一般，μ 100,通常选μ＝255。 ● Ⅰ、Ⅲ象限奇对称。 上述两种特性仍难以实现，因而实际中采用折线近似。折线近似，用数字电路容易实现。 A律与 律量化特性起始段不同 5.8.4 对数压缩特性的折线近似 随着集成电路和数字技术的发展，数字压扩技术获得广泛应用：它利用数字电路形成许多折线来近似非线性压缩曲线。 实际采用的由7折线 律（ =100），13折线A律和15折线 律 如图： A律13折线压缩特性（图中只画出了x0的部分，x0的部分与其原点对称），图中x和z分别表示归一化的输入和输出幅度:0～1. 输入信号x的归一化范围(0,1)被分成不均匀的8个区间，分法是，每个区间长度以2倍递增，或相反以1/2递减 然后，每个区间段再均匀的分成16等分（于是在0～1范围内共有128个量化分层，但每个区间上的分层间隔是不均匀的（除第一、二个区间外） 将纵轴在区间0～1内被均匀的分成8个段，每段再等分成16份，即z在0～1范围内被均匀的分成128个量化层 由于负方向和正方向的1、2段斜率均相同，所以实际只有13段折线 z z 在原点上折线的斜率＝16，由A律的斜率 ＝16可得 A＝87.6所以这条折线与A＝87.6压缩特性很接近 用8位PCM编码，8位编码安排如下 C7 C6C5C4 C3C2C1C0 极性码 段落码 段内码 1）极性码C7＝1为正，＝0为负 2）3位段落码即表示不同的段也表示各段不同的起始电平 3）每个折线段等分为16份，由4位段内码编码 z z 1 1 1 1 * * * * 1 1 1 0 * * * * 1 1 0 1 * * * * 1 1 0 0 * * * * 1 0 1 1 * * * * 1 0 1 0 * * * * 1 0 0 1 * * * * 1 0 0 0 * * * * C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0 极 性 码 码段落 段内码 5.9　PCM（脉冲编码调制）编码原理 常见的二进制码组有： 1）自然二进制码组NBC， 2）格雷二进制码组RBC， 3)折叠二进制码组FBC 1）自然码NBC是十进制正整数的二进制表示，其编码操作简单 2）折叠码FBC左边第一位表示正负号（1为正，0为负）剩余部分表示幅度， 折叠码的优点： 1）因为绝对值相同的折叠码，其码组除第一位极性码外都相同，所以对于双极性信号采用简单的单极性编码，可简化编码电路（例如，一双极性信号需要128个量化级，采用一个极性判别电路后，只需64个量化级的编码电路) 2）与自然码相比，FBC在传输中，若出现误码，误码对小信号影响较小（例如第一位发生错误，对任何一个NBC码的解码后，其幅度误差都是信号最大幅度的1/2,而对于小信号时的FBC来说，解码后的幅度误差要小的多，由于语音信号的小信号概率很大，所以PCM标准中采用了折叠码 设对应于自然二进制码 的折叠码为 则从NBC到FBC的变换为 二从FBC到NBC的变换为 设对应于自然二进制码 的格雷码为 则从NBC到RBC的变换为 而从RBC到NBC的变换为 3）格雷码RBC的特点是使相邻两个电平的码字之间的距离始终保持为1，因此，在信号传输过程中，无论那个比特判断有误，只能错判成相邻电平 5.9.2 信道误码对信噪比的影响 在PCM通信系统中，重建信号（接收端）的误差来源为 量化器的量化误差 和误码引起的失真 当 与 二者相互统计独立时，总噪声功率为 若量化为均匀量化时，由5－26得量化噪声功率 误码产生的噪声功率为： 式中 为第i 级量化电平 为第j 级量化电平 是由 错为 的概率 是 的出现概率， L是量化电平总数 设 即每个量化电平出现的概率相等 当信道误比特率 很小时，n位码组中只出现一位误码（两个以上误码忽略不计） 则可能出现的对应量化电平差错的种类有 种，且错误概率 ， 于是 设