通信原理精品课--第三章 模拟信号数字化.ppt

3.5 脉冲编码调制 7/11转换举例 【例4】7位非线性码为：0111011，写出对应的11位线性码。 【解】 可见，段落码为011，第四段，起始电平为64，故b7=1，b6b5b4b3=1011，其余补0，故11位线性码为：00001101100。 第*页，共100页 3.5 脉冲编码调制 还应指出，上述编码得到的码组所对应的是输入信号的分层电平mk，对于处在同一量化间隔内的信号电平值mk≤m＜mk+1，编码的结果是惟一的。 为使落在该量化间隔内的任意信号电平的量化误差均小于Δi/2，在译码器中都有一个加Δi/2电路。这等效于将量化电平移到量化间隔的中间，因此带有加Δi/2电路的译码器，最大量化误差一定不会超过Δi/2。 对于第1、2段的Δ/2不在11个恒流源范围内，要增加一个恒流源B12（ Δ/2 ），所以应进行7/12变换。 第*页，共100页 3.5 脉冲编码调制 因此译码时，非线性码与线性码间的关系是7/12变换关系， 这时要考虑上表中带“*”号的项。如例1中，Is位于第8段的序号为3的量化级，7位幅度码1110011对应的分层电平为1216Δ，则译码输出为： 1216+Δi/2=1216+64/2=1248Δ 量化误差为：1270-1248=22Δ 22Δ＜64Δ/2， 即量化误差小于量化间隔的一半。 这时，7位非线性幅度码1110011所对应的12位线性幅度码为100111000000。 第*页，共100页 3.5 脉冲编码调制 注意： 7/11变换：编码值--》11位线性码 7/12变换：译码值--》12位线性码 7/11--》7/12：只需在7/11变换段内码后加1。 第*页，共100页 3.6 小结 作业： 思考题：3、7、15 习题：7、9、10 第*页，共100页 下课，再见！ 第*页，共100页 采样定理 1928年由美国电信工程师H.奈奎斯特首先提出来的，因此称为奈奎斯特采样定理。 1933年由苏联工程师科捷利尼科夫首次用公式严格地表述这一定理，因此在苏联文献中称为科捷利尼科夫采样定理。 1948年信息论的创始人C.E.香农对这一定理加以明确地说明并正式作为定理引用，因此在许多文献中又称为香农采样定理。 返回 第*页，共100页 * * 3.4 抽样信号的量化 μ律和15折线压缩特性 由于其第一段和第二段的斜率不同，不能合并为一条直线，故当考虑到信号的正负电压时，仅正电压第一段和负电压第一段的斜率相同，可以连成一条直线，故得到的是15段折线，称为15折线压缩特性。 图3-22 15折线压缩特性 第*页，共100页 3.4 抽样信号的量化 13折线和15折线特性比较 比较13和15折线特性的第一段斜率可知，15折线第一段的斜率（255/8）大约是13折线特性第一段斜率（16）的两倍，所以15折线特性给出的小信号的信号量噪比优于13折线特性。 但是，对于大信号而言，15折线特性给出的信号量噪比要比13折线特性时稍差。这可从对数压缩式看出，在A律中A值等于87.6；但是在?律中，相当A值等于94.18。A值越大，在大电压段曲线的斜率越小，即信号量噪比越差。 恢复原信号大小的扩张原理，完全和压缩的过程相反。 第*页，共100页 3.4 抽样信号的量化 均匀量化和非均匀量化比较 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*页，共100页 3.5 脉冲编码调制 3.5.1 脉冲编码调制（PCM）的基本原理 数字化3步骤：抽样——量化——编码 如何编码？最常用的二进制符号“0”和“1”。 定义：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（Pulse Code Modulation, PCM），简称脉码调制。 第*页，共100页 3.5 脉冲编码调制 3.5.1 脉冲编码调制（PCM）的基本原理 【例】：在图3-23中，模拟信号样值为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。按照二进制编码，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 抽样值 3.15 3.96 5.00 6.38 6