[理学]3模拟信号的数字化传输.ppt

3.3 抽样信号的量化 2.非均匀量化原理 量化间隔不等，小信号间隔小，大信号间隔大。 3.非均匀量化实现 先用一个非线性电路将模拟信号x变换成模拟信号y，再对y进行均匀量化。 3.4 编码和译码 1、编码 按照A律13折线量化编码方案，对于任一个样值，即可确定出一个码字的8位码，这个过程称为编码。 码字电平＝段落起始电平+(８x5+４x６+２x７+１x８)*δi 2、解码 对于任一个码字的8位码，也可以还原为一个量化值，这个过程称为解码。 解码电平＝码字电平＋δi /2 3.4 编码和译码 【例3.2】将样值为-500△编为8位A律13折线PCM码。 解：１．确定极性码x1 ； 由于ＰＡＭ＝-500△0，则x1＝０ 　　２．确定段落码x2 x3 x4 ； 由于256△|PAM|512△，说明该样值位于第⑥大段， 则x2 x3 x4=101 段落起始电平=段落差= 256 △ 段落级差δ6=16 △ 3．确定段内码x5x6 x7 x8； (|PAM| - 段落起始电平)／段落级差＝（500△-256△)／16△ ＝15.25 则x5x6 x7 x8 =1111 4.PCM码 3.4 编码和译码 【例3.3】将例3.1所编成的8位PCM原为码字电平和解码电平，并计算其的量化误差。 解：１．由于x1 =0，则ＰＡＭ为负值； ２．由于x2 x3 x4=101 ，说明PAM位于第⑥大段，则 段落起始电平=段落差= 256△ 段落级差=16△ 3．码字电平 = 段落起始电平 + (8x5+4x6+2x7+1x８）* δi = 256△ + (8×1 + 4×1 + 2×1 + 1×1）* 16△ = 496△ 解码电平 =码字电平＋ δi / 2 = 496△+ 16△/2 = 504△ 则量化误差:|解码电平 – 抽样值| = |504△- 500△| = 4△ 3.4 编码和译码 3.4 编码和译码 【例3.3】将例3.1所编成的7位PCM幅度码1011111转换为输入的11位线性码和输出的12位线性码。 3.4 编码和译码 * 一、差分脉冲编码调制(DPCM)的原理 1. 线性预测基本原理 利用前面的几个抽样值的线性组合来预测当前的抽样值，称为线性预测。 当前抽样值和预测值之差，称为预测误差。 由于相邻抽样值之间的相关性，预测值和抽样值很接近，即误差的取值范围较小。 对较小的误差值编码，可以降低比特率。 3.5 差分脉冲编码调制 * 2. 线性预测编解码器原理方框图： 编码器： s(t) － 输入信号；sk － s(t)的抽样值； s?k － 预测值； ek － 预测误差； rk － 量化预测误差； s*k － 预测器输入； 相加器 3.5 差分脉冲编码调制 * 2. 线性预测编解码器原理方框图： 编码器： 预测器的输入～输出关系： 式中，p是预测阶数，ai是预测系数。 相加器 3.5 差分脉冲编码调制 * 3.5 差分脉冲编码调制 解码器： 解码器中预测器和相加器的连接电路和编码器中的完全一样。故当无传输误码时，即当编码器的输出就是解码器的输入时，这两个相加器的输入信号相同，即rk=r?k。所以，此时解码器的输出信号sk*?和编码器中相加器输出信号sk*相同，即等于带有量化误差的信号抽样值sk。 rk ＋ s*’k * 2. DPCM基本原理： 当 p = 1，a1 = 1时，s?k = s*k-1，预测器简化成延迟电路，延迟时间为T。这时，线性预测就成为DPCM。 3.5 差分脉冲编码调制 * 主要内容 3.1 脉冲编码调制 3.2 抽样定理 3.3 抽样信号的量化 3.4 编码和译码 3.5 差分脉冲编码调制 3.6 增量调制 小结 思考题、习题 * 一、增量调制原理 编码：发送端求信号瞬时值与前一个抽样时刻的量化值的差值，若差值为正，则发“1”，若差值为负，则发“0”，实现模数转换； 解码：接收端收到“1”码，则使输出上升一个“台阶”，收到“0”码，则使输出下降一个“台阶”，从而形成一个与原模拟信号近似的阶梯波形，实现数模转换。 3.6 增量调制 * 输出二进制波形 3.6 增量调制 * 主要内容 3.1 脉冲编码调制 3.2 抽