第9章【模拟信号的数字传输】--9.5PCM讲述.ppt

第9章 模拟信号的数字传输 9.1 引言 9.2 抽样定理 9.3 模拟脉冲调制 9.4 抽样信号的量化 9.5 脉冲编码调制（PCM） 9.6 差分脉冲编码调制（DPCM）系统 9.7 增量调制（DM） 9.8 时分复用和多路数字电话系统 * 9.5脉冲编码调制 9.5.1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。 * PCM系统的原理方框图 (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 * 把量化后的信号电平值变换成二进制码组的过程称为编码，其逆过程称为解码或译码。 PCM 编码 1、 码字 对于M个量化电平，可以用N位二进制码来表示，其中的每一个码组称为一个码字。 * 码型指的是代码的编码规律，其含义是把量化后的所有量化级，按其量化电平的大小次序排列起来，并列出各对应的码字，这种对应关系的整体就称为码型。 2、码型 在PCM中常用的二进制码型有三种： 自然二进码 折叠二进码 PCM 编码 表 2 – 3 常用二进制码型 样值脉冲极性 自然二进码 8 4 2 1 折叠二进码 量化级序号 正极性部分 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 15 14 13 12 11 10 9 8 负极性部分 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 7 6 5 4 3 2 1 0 * 对于语音双极性信号，只要绝对值相同，则可以采用单极性编码的方法，使编码过程大大简化。 在传输过程中出现误码，对小信号影响较小。 折叠二进码的优点： * 3、码位的选择与安排 码位数的多少，决定了量化分层的多少，反之，若信号量化分层数一定，则编码位数也被确定. 在信号变化范围一定时，用的码位数越多，量化分层越细，量化误差就越小，通信质量当然就更好。 但码位数越多，设备越复杂，同时还会使总的传码率增加，传输带宽加大。 PCM 编码 * 4、13折线编码 在13折线编码中，普遍采用8位二进制码，对应有L=28=256个量化级，即正、负输入幅度范围内各有128个量化级。 这需要将13折线中的每个折线段再均匀划分16个量化级，由于每个段落长度不均匀，因此正或负输入的8个段落被划分成8×16=128个不均匀的量化级。 PCM 编码 * 第一、二段的阶距最小，记为△ 按折叠二进码的码型，这8位码的安排如下： 极性码 段落码 段内码 c1 c2c3c4 c5c6c7c8 PCM 编码 * c1=1，表示正极性； c1=0，表示负极性； （1）极性码 PCM 编码 * 第2~4位码c2c3c4为段落码，表示信号的绝对值处在哪个段落，3位码的8种可能状态分别代表8个段落的序号。 （2）段落码 PCM 编码 段 落 码 段落序号 段落码 c2 c3 c4 段落范围 （量化单位） 8 1 1 1 1024~2048 7 1 1 0 512~1024 6 1 0 1 256~512 5 1 0 0 128~256 4 0 1 1 64~128 3 0 1 0 32~64 2 0 0 1 16~32 1 0 0 0 0~16 段落码与各段的关系 * 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。 （3）段内码 PCM 编码 量化间隔 段内码c5 c6 c7 c8 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 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 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 * 在13折线编码方法中，虽然各段内的16个量化级是均匀的，但因段落长度不等，故不同段落间的量化级是非均匀的。 小信号时，段落短，量化间隔小；反之，量化间隔大。 13折线中的第一、二段最短，只有1/128，再将它等分16小段，每一小段长度为