第4章_模拟信号的数字传输分解.ppt

* 第4章模拟信号的数字传输 A律是物理可实现的。其中的常 数A不同，则压缩曲线的形状不 同，这将特别影响小电压时的 信号量噪比的大小。在实用中， 选择A等于87.6。 y1 * 第4章模拟信号的数字传输 13折线压缩特性 － A律的近似 A律表示式是一条平滑曲线，用电子线路很难准确地实现。这种特性很容易用数字电路来近似实现。13折线特性就是近似于A律的特性。在下图中示出了这种特性曲线： * 第4章模拟信号的数字传输 图中横坐标x在0至1区间中分为不均匀的8段。1/2至1间的线段称为第8段；1/4至1/2间的线段称为第7段；1/8至1/4间的线段称为第6段；依此类推，直到0至1/128间的线段称为第1段。图中纵坐标y 则均匀地划分作8段。将与这8段相应的座标点(x, y)相连，就得到了一条折线。由图可见，除第1和2段外，其他各段折线的斜率都不相同。在下表中列出了这些斜率： 折线段号 1 2 3 4 5 6 7 8 斜 率 16 16 8 4 2 1 1/2 1/4 * 第4章模拟信号的数字传输 因为语音信号为交流信号，所以，上述的压缩特性只是实用的压缩特性曲线的一半。在第3象限还有对原点奇对称的另一半曲线，如下图所示： 在此图中，第1象限中的第1和 第2段折线斜率相同，所以构成 一条直线。同样，在第3象限中 的第1和第2段折线斜率也相同， 并且和第1象限中的斜率相同。 所以，这4段折线 构成了一条直线。 因此，共有13段折 线，故称13折线压 缩特性。 * 第4章模拟信号的数字传输 均匀量化和均匀量化比较 若用13折线法中的（第一和第二段）最小量化间隔作为均匀量化时的量化间隔，则13折线法中第一至第八段包含的均匀量化间隔数分别为16、16、32、64、128、256、512、1024，共有2048个均匀量化间隔，而非均匀量化时只有128个量化间隔。因此，在保证小信号的量化间隔相等的条件下，均匀量化需要11比特编码，而非均匀量化只要7比特就够了。 * 第4章模拟信号的数字传输 4.5脉冲编码调制 4.5.1脉冲编码调制（PCM）的基本原理 把从模拟信号抽样、量化，直到变换成为二进制符号的基本过程，称为脉冲编码调制，简称脉码调制。 例：在下图中，模拟信号的抽样值为3.15，3.96，5.00，6.38，6.80和6.42。若按照“四舍五入”的原则量化为整数值，则抽样值量化后变为3，4，5，6，7和6。再按照二进制数编码后，量化值(quantized value)就变成二进制符号：011、100、101、110、111和110。 * 抽样值 3.15 3.96 5.00 6.38 6.80 6.42 量化值 3 4 5 6 7 6 编码后 011 100 101 110 111 110 第4章模拟信号的数字传输 例：在下图中，模拟信号的抽样值为3.15，3.96，5.00，6.38，6.80和6.42。若按照“四舍五入”的原则量化为整数值，则抽样值量化后变为3，4，5，6，7和6。再按照二进制数编码后，量化值就变成二进制符号：011、100、101、110、111和110。 3 4 5 6 7 6 011 100 101 110 111 110 6.80 3.15 3.96 5.00 6.38 6.42 * 第4章模拟信号的数字传输 PCM系统的原理方框图 图4-17 PCM原理方框图 (b) 译码器 模拟信号 输 出 PCM信号 输 入 解 码 低通 滤波 (a) 编码器 模拟信号 输 入 PCM信号 输 出 抽样保持 量 化 编 码 冲激脉冲 * 第4章模拟信号的数字传输 逐次比较法编码原理 方框图 图中示出一个3位编码器。其输入信号抽样脉冲值在0和7.5之间。它将输入模拟抽样脉冲编成3位二进制编码c1 c2 c3。 图中输入信号抽样脉冲电流Is由保持电路短时间保持，并和几个称为权值电流的标准电流Iw逐次比较。每比较一次，得出1位二进制码。权值电流Iw是在电路中预先产生的。Iw的个数决定于编码的位数，现在共有3个不同的Iw值。因为表示量化值的二进制码有3位，即c1c2c3。它们能够表示8个十进制数，从0至7，如下表所示。 比较器 保持电路 恒流源 记忆电路 Is Iw , ci =1 Is Iw , ci = 0 c1, c2, c3 Is Iw 输入信号 抽样脉冲 * 第4章模拟信号的数字传输 量化值 c1 c2 c3 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 1 1 0 7 1 1 1 * 第4章模拟信号的数字传输 因此，若按照“四舍五入”原则编码，则此编码器能够对 -