第四章_模拟信号的数字传输.ppt

格雷码RBC 格雷码的特点是任何相邻电平的码组，只有一位码位发生变化，即相邻码字的距离恒为1。译码时，若传输或判决有误，量化电平的误差小。另外，这种码除极性码外，当正、负极性信号的绝对值相等时，其幅度码相同，故又称反射二进码。 RBC需要转换成自然码后才能译码。RBC与自然码的转换关系：设RBC为 bn-1 ~ b0 ，自然码为 an-1 ~ a0，则 自然码转RBC RBC转自然码 例：各种码型编码方案比较 上 半 区 100 101 110 111 110 111 101 100 100 101 110 111 4 5 6 7 下 半 区 011 010 001 000 000 001 011 010 000 001 010 011 0 1 2 3 折叠二进制码 格雷码 自然码 十进制数 (2) 码位的选择与定义 在13折线编码中，普遍采用8位二进制码，对应有N = 28 =256 个量化级，即正、负输入幅度范围内各有128个量化级，正（或负）输入幅度有8个折线段，每个段落长度不均匀，因此8个段落被划分成8×16 =128 个不均匀的量化级，其中每一段内有16个均匀的量化级（即它们具有相同的量化间距），而不同段的量化间距各不相同。 按折叠二进码的码型，8个码位C1 ~ C8 的定义如下：第1位码C1的数值“1”或“0”分别表示信号的正、负极性，称为极性码。第2至第4位码C2C3C4 为段落码，分别代表8个段落的起点电平。 第5至第8位码C5C6C7C8 为段内码，这4位码的16种可能状态用来分别代表每一段落内的16个均匀划分的量化级，或与起点电平的偏移。 段落码与各段的关系 在13折线编码方法中，第一、二段最短，归一化下只有 (1/128)。再将它等分16小段，每一小段长度为 (1/2048) ，这是最小的量化级间隔，记为?，代表一个归一化的量化单位。第八段最长，每一小段长度为 (1/32) ，包含了64个最小量化间隔，记为64?。 如果以上述 ?= (1/2048) 作为均匀量化的量化间隔，那么从 折线的第一段到第八段所包含的均匀量化级数将达到2048 个（非均匀量化只有128个），此时需要 log22048=11 位二进制编码（非均匀量化只要编7位码）。通常把按非均匀量化特性的编码称为非线性编码；按均匀量化特性的编码称为线性编码。 可见，在保证小信号时的量化间隔相同的条件下，7位非线性编码与11位线性编码等效。 (3) 逐次比较型编译码器原理 例：用天平和7个砝码称重，砝码重量分别为64g, 32g, 16g, 8g, 4g, 2g, 1g。被测物放一边，砝码放另外一边。按重量从大到小的顺序开始添加砝码，根据天平的倾斜情况决定当前的砝码是否保留在托盘上。比如被测物重81g 时，将获得如下的试验结果： 81=64?1+32?0+16?1+8?0+4?0+2?0+1?1 从而获得7位二进制编码 1010001。若放弃1g的砝码，则可获得6位二进制编码，但加大了误差。 编码原理 将样值脉冲信号IS 当做被测物，标准电平相当于天平的砝码。预先规定好一些作为比较标准的电流(或电压)，称为权值电流，用符号IW 表示。 IW 的个数与编码位数有关。当样值脉冲 IS 到来后，用逐步逼近的方法有规律地用各标准电流 IW 去和样值脉冲比较：当 IS IW 时，输出“l”码；反之输出“0”码，直到IW 和抽样值 IS 逼近为止，从而完成对输入样值的非线性量化和编码。 实现A律13折线压扩特性的逐次比较型编码器由整流器、极性判决、保持电路、比较器及本地译码电路等组成。 极性判决电路用来确定信号的极性。输入PAM 信号样值为正时，输出“ l”码；样值为负时，输出“0”码；同时将该信号经过全波整流变为单极性信号。 逐次比较型编码器原理图 比较器是编码器的核心。它的作用是通过比较样值电流IS 和标准电流IW ，从而对输入信号抽样值实现非线性量化和编码。每比较一次输出一位二进代码，且当 IS IW 时，输出“l”码；反之输出“0”码。对一个输入信号的抽样值需要进行7 次比较。每次所需的标准电流 IW 均由本地译码电路提供。 本地译码电路包括记忆电路、7/11 变换电路和恒流源。记忆电路用来寄存二进代码，因除第一次比较外，其余各次比较都要依据前几次比较的结果来确定标准电流 IW 值。因此，7位码组中的前6位状态均应由记忆电路寄存下来。 恒流源也称11位线性解码电路或电阻网络，它用来产生各种标准电流 IW 。在恒流源中有11个基本的权值电流支路，每个支路都由一个控制开关。每次应该哪个开关接通形成比较用的标准电流 IW ，由前面的比较结果经变换后得到的控制信号来控制。 7/11变换电路就是将7位非线性码转换成11位线性码，