脉冲编码调制(PCM).ppt

1、脉冲编码调制（PCM）,模拟信号数字化的三个步骤：抽样、量化和编码 抽样：将模拟信号在时间上离散化 量化：将模拟信号在幅度上离散化 编码：将量化输出信号用二进制代码表示,引言,模拟信号数字化典型应用,抽样,一个频带有限的低通信号f(t)，若在m 以上没有频率分量，则它可以被分布在均匀时间间隔Ts上的抽样值唯一确定，但抽样间隔不能超过/m（s，秒），即 Ts /m 或 Ts 1/2fm,理想低通信号抽样定理,式中，m是被抽样信号的最高角频率， Ts是最大抽样间隔。 最小抽样角频率s = 2m = 2/ Ts，也叫奈奎斯特速率 所以理想低通抽样定理也称奈奎斯特定理。,抽样定理告诉我们，当被抽样信号

2、f(t)的最高频率为fm时，f(t)的全部信息都包含在其抽样间隔不大于1/2fm秒的均匀抽样里。这就意味着在信号最高频率分量的没一个周期内，起码要抽样两次。,抽样定理,数学模型,LPF,理想抽样数学模型,低通信号,矩阵脉冲序列,抽样信号,理想低通滤波器,恢复出的低通信号,抽样定理的证明,抽样信号通过LPF,再由卷积定理从频谱中恢复出被抽样的信号f(t),量化,量化与信号量化噪声功率比,量化,若量化器输入满足：,则量化器输出：,量化误差：,量化误差与信号量化噪声功率比,量化误差产生的影响类似于干扰和噪声，故又称其为量化噪声。,信号量化噪声功率比：,是用来衡量量化器性能的主要技术指标,均匀量化,把

3、输入信号的取值域 按等距离分割的量化 称为均匀量化,量化噪声功率：,量化噪声功率与输入信号功率,输入信号功率,根据信号取值的不同区间来确定不同量化间隔的方法称为非均匀量化。,非均匀量化,压缩律：,对数量化（1）,压缩律,对数量化（2）,编码,在pcm中，把量化后的信号电平转换成二进制的码组的过程称为编码。 编码位数的多少，决定了量化分数级的多少，在输入信号变化范围一定时，选用的编码位数越多，量化分层越细，量化噪音越小，通信质量也就越好，在话音传输中，当编码位数增加到7位8位时，就可以获得比较良好的通信质量。 在码位安排上，一般均按照极性码、段落码、段内码的顺序排列,编码原理,下面结合13折线非

4、均匀量化，说明pcm编码 在13折线中有8个直线段，每个直线段又有16个均匀量化级，因此用8位二进制码c7c0对一个信号抽样值进行量化和编码。 极性码：表示信号样值的极性，正极性1，负0 段落码：代表8个落点的起点电平 段内码：代表每一段中的16个均匀划分的量化级,13折线非均匀量化,13折线非均匀量化,Pcm编码常用的二进制码组有： 自然二进制码组 折叠二进制码组 格雷二进制码组,常用二进制码,自然二进制码就是一般十进制整数的二进制表示，优点是简单易记，对于双极性信号进行编码时不如折叠二进制码方便而且传输错码引起的误差较大 格雷二进制码的特点是相邻两个电平的码字之间的距离始终保持为1，所谓距

5、离就是两个不同的码字之间对应码位上码元不同的个数，误码造成的误差值较小 折叠二进制码是从自然二进制码演变过来的，除最高位之外，码字的下半部分是上半部分以量化范围的中折线对折而成的 pcm编码中常采用折叠二进制编码,编码原理,三种四位二进制码组,折叠二进制码的第一位用来表示信号的正负极性，从第二位开始表示信号幅度绝对值的大小，一般第一位用1、0分别表示正负，因此采用折叠二进制码可以大大简化编码的过程 与自然二进制码相比，另一个优点是，在传输过程中如果出现误码，对小信号的影响较小。 例如由大信号（1111）误传为（0111），从上表可知，对自然二进制码解码后得到的样值脉冲与原信号相比，误差为8个量化级，而对于折叠二进制码为15个，显然，