模拟信号的数字传输—量化及PCM要点.ppt

第九章模拟信号的数字传输9.1引言9.1引言9.2抽样定理9.2.1低通信号的抽样定理ms(t)=m(t)s(t)ms(t)9.2.2带通型信号的抽样定理f9.4模拟信号的量化特征：模拟信号被抽样后，若抽样值仍随信号幅度连续变化，则当其上叠加噪声后，接收端无法准确判断所发送的样值。Ts2Ts3Ts4Ts5Ts6Ts7Ts8Ts9Ts10Ts定义：把输入信号m(t)的值域按等距离分割的量化称为均匀量化，其量化电平取量化区间的中点。解：9.4.3非均匀量化Ts2Ts3Ts4Ts5Ts6Ts7Ts8Ts9Ts10Ts
实现方法：把输入量化器的信号x先进行压缩处理，再把压缩的信号y进行均匀量化。压缩器是一个非线性变换电路，弱信号被放大，强信号被压缩。压缩器的入出关系表示为

接收端采用一个与压缩特性相反的扩张器来恢复x。
常用压缩器大多采用对数式压缩，即y=lnx的形式。广泛采用的两种对数压缩特性是μ律压缩和A律压缩。1、μ律压缩特性（美国）

式中
x——归一化输入电压（输入电压/最大输入电压）
y——归一化输出电压
μ——压缩器参数（取255）压缩效果

图中对y是均匀分割的，等效于对x非均
匀分割。2、A律压缩特性（中国和欧洲）

式中
x——压缩器归一化输入电压
y——压缩器归一化输出电压
A——压缩器参数（远远大于1，取为87.6）压缩特性的近似实现在实际中常采用的方法有两种：一种是采用13折线近似A律压缩特性，另一种是采用15折线近似μ律压缩特性。
我国的PCM30/32路基群采用A律13折线压缩特性，因此这里重点介绍A律13折线。①A律13折线：用13段折线逼近A=87.6的A律压缩特性。
具体方法：对x轴不均匀分成8段，分段的方法是每次以二分之一对分；对y轴在0~1范围内均匀分成8段，每段间隔均为1/8。然后把x，y各对应段的交点连接起来构成8段直线。其中第1、2段斜率相同(均为16)，因此可视为一条直线段，故实际上只有7根斜率不同的折线。以上分析的是第一象限，对于双极性语音信号，在第三象限也有对称的一组折线，也是7根，但其中靠近零点的1、2段斜率也都等于16，与正方向的第1、2段斜率相同，又可以合并为一根，因此，正、负双向共有2×(8-1)-1=13折，故称其为13折线。
练习：画出A率7折线图②μ律15折线：用15段折线逼近μ=255的μ律压缩特性。
具体方法是：
对y轴均匀分成8段，第i个分点在i/8的位置
对x轴不均匀分成8段，第i个分点的位置是

其结果如图本节主要掌握：练习题：
书296页9-7、9-8题9.5脉冲编码调制（PCM）9.5脉冲编码调制（PCM）码字和码型：
二进制码抗干扰、易产生。因此，PCM中一般采用二进制码。

M(M=2N)个量化电平，可以用N位二进制码元来表示，N位码元组成一个码组或称为一个码字。

码型指的是量化电平的编码。其量化电平与码字的对应关系的整体就称为码型。

在PCM中常用的二进制码型有三种：自然二进码、折叠二进码和格雷二进码（反射二进码）。如下表常用二进制码型自然二进码：就是一般的十进制正整数的二进制表示，编码简单、易记，而且译码可以逐比特独立进行（位权）。若把自然二进码从低位到高位依次给以2倍的加权，就可变换为十进数。
折叠二进码：是一种符号幅度码。
左边第一位表示信号的极性，信号为正用“1”表示，信号为负用“0”表示；第二位至最后一位表示信号的幅度。
正、负绝对值相同时，折叠码的上半部分与下半部分相对零电平对称折叠，故名折叠码。其幅度码从小到大按自然二进码规则编码。
在PCM中，A律13折线PCM30/32路基群设备中所采用折叠二进码。

在A律13折线PCM编码中，采用8位二进制码，对应有M=28=256个量化间隔。
这需要将13折线中的每个折线段再均匀划分16个量化间隔，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个不均匀的量化间隔。8位码的安排如下：特点：
段内的16个量化级均匀划分，段落长度不等。小信号时，段落短，量化间隔小。大信号时，段落长，量化间隔大。
第一、二段最短，只有归一化的1/128，再将它等分16小段，每一小段长度

该值为最小的量化间隔Δ，它是输入信号归一化值的1/2048，代表一个量化单位。
第八段最长，它是归一化值的1/2，将它等分16小段后，每一小段归一化长度为1/32，包含64个最小量化间隔，记为64Δ。
段内码安排逐次比较编码原理（编码的实现过程）例9-2：已知一个样值为+1270个量化单位，采用13折线A率压缩。求PCM编码码组和量化误差。例：语音信号m(t)采用13折线A律进行编码，设m(t)的频率范围为0~4kHz，取值范围为-6.144~+6.144V，若m(t)抽样值为