PCM技术的典型应用是语音数字化。语音、图 像信息必须数字化才能经计算机处理。
PCM的过程分为抽样、量化和编码三步。 抽样——把模拟信号在时间上离散化,变为脉 冲幅度调制(PAM)信号。 量化——把PAM信号在幅度上离散化,变为量 化值(共有N个量化值)。 编码——用二进码来表示N个量化值。
量化间隔越小,量 化误差越小,需要 的量化级别越多, 处理和传输就越复 杂,所以,既要尽 量减少量化级数, 又要使量化失真尽 可能的小。
如果使小信号时量化级间宽度小, 而大信号时量化级间宽度大,就可 以使小信号时和大信号时的信噪比 趋于一致,这种非均匀量化级的安 排称为非均匀量化或非线性量化。
抽样是指对模拟 信号在时间域上 的离散化过程, 即把一个时间上 连续、幅度上也 连续的模拟信号 变换成时间上离 散、幅度上连续 的信号。抽样是 由抽样门来完成 的。
为了消除噪声积累,并且使得抽样 值易于表示,我们要对幅度上连续 的抽样值进行量化。
把信号幅度划分为若干个区间(又称为量化 级),取该区间预先规定的某个参考电平作为 信号指,即利用预先规定的有限个电平来表示 模拟抽样值的过程,称为量化。
数字传输的抗噪声(或干扰)的能力强,尤其在中继时, 数字信号还可以再生而消除噪声的积累,而模拟通信则 会把噪声干扰和信号一起放大,增大噪声干扰。
传输中的差错可以设法控制,不但可以发现而且还能改 正,因而大大提高了传输质量。
便于同计算机连接,采用现代计算机技术对数字信息进 行处理,以便实现通信现代化、自动化。
数字信息易于加密且保密性强。 由于数字集成电路,特别是大规模集成电路技术日益成
熟,数字设备越来越易于制造,而且成本低、体积小、 可靠性高。 与模拟通信相比数字通信可以传输种类更多的消息,使 通信系统变得通用、灵活。 数字通信的不足之处是比模拟通信占据更多的频带。
将模拟信号转换为数字信号的过程称为 模拟信号数字化,它属于信源编码的内 容。
先把模拟信号抽样值进行压缩,使小信 号放大,大信号缩小,然后在均匀量化 编码,即对大幅度的样值使用大的量化 间隔,小幅度的样值采用小的量化间隔, 接收端再相反处理,称为压缩扩张技术。
• 例:设输入信号抽样值为1260△(其 中△为一个量化单位,表示输入信号归 一化值的1/2048 ), 采用逐次比较型编 码器,按A律13折线 段内码0011
每段再均分成16个量化级,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。输入信号小时,段落短,量化级间隔 小;反之,量化间隔大。
若量化电平总数为Q,则二进制编码 位数应=log2Q,才能保证编码不重 复。为了提高编码效率,一般取 Q=2n (n为编码位数)
线Hz,这时满足抽样定理的最 低为的了抽留样有频一率定应的为防卫2×带fm,=C6C8IT0T0Hz, (ITU-T)规定话音信号的抽样频率 为=8000Hz,(防卫带为8000- 6800=1200Hz),T=125µs。
目前国际上广泛采用的两种对数压缩律 是µ压缩律和A压缩律。美国采用µ压缩律, 我国和欧洲各国均采用A压缩律。
X为输入信号,Y为输出信号。 除一、二段外,其他各段折线的 斜率都不相同,当x、y在-1~0的 第三象限中,压缩特性的形状同 第1象限压缩特性的形状相同,且 以原点为奇对称,所以负方向也 有八段直线个线 段。由于正向一、二两段和负向 一、二两段的斜率相同,这四段 实际上为一条直线,因此,正、 负双向的折线条直线折线。
1.极性码B1 极性码B1表示信号样值的正负极性,“1”表示正极性,“0”表示 负极性。
2.段落码B2 B3 B4 段落码B2 B3 B4可表示为000~111,表示信号绝对值处在哪个段落,3 位码可表示8个段落,代表了8个段落的起始电平值。
3.段内码B5 B6 B7 B8 段内码B5 B6 B7 B8用于表示抽样值在任一段落内所处的位置,4位码表 示为0000~1111,代表了各段落内的16个量化电平值。由于各段落长度
1.1 脉冲编码调制的基本原理 编码就是把量化后的信号转换成代码的过程。有多少个量化值就需要 有多少个代码组,代码组的选择是任意的,只要满足与样值成一一对应的 关系即可,PCM编码采用的是折叠二进制码。这里讲的编码是对语声信号 的信源编码,是将语声信号(模拟信号)变换成数字信号,编码过程是摸 /数变换,记作A / D;解码是指数字信号还原成模拟信号,是数/摸变 换,记作D/A。 在A律13折线个段落,在每一段落内有16个均 匀分布的量化电平,因此总的量化电平数N=16×16=256=28,编码位数n=8。 设B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8为8位码的8个比特,各位码字的意义如下。
(2)第二次比较 确定段落码的第二位B3,在第一次比较的基础上。△i/2=448△+16△/2=456△
目前采用较多的是逐级反馈型编码器来实现非线性编码。逐次反馈型 编码原理框图如图3.9所示,由整流、极性判断、保持、比较、本地译码 器等主要几部分组成。样值PAM信号分作两路,一路送入极性判断进行判 决,编出极性码B1。另一路信号经整流电路变成单极性信号;保持电路 对样值在编码期间内保持抽样的瞬时幅度不变;本地译码器的作用是将 除极性码以外的B2~B8各位码逐位反馈,并生成与之对应的判定门限Ur; 比较器根据整流电路送来的样值幅度与本地译码器输出的判定值进行比 较,逐位形成B2~B8各位码。图3.11中,US代表信号幅度,Ur代表本地解 码的输出,把Ur作为每次比较的起始标准;当UsUr时,比较器判断输出 “1”;当UsUr时,比较器判断输出“0”。
压缩特性通常采用对数压缩特性, 压缩特性通常采用对数压缩特性,即压缩 器的输出与输入之间近似呈对数关系
信 信 源 编 码 信 道 编 码 调 信 道 制 噪 声 数字通信系统一般模型 调 解 信 道 解 码 信 源 解 码 信
者用一组符号表达一些信息的过程。 如把量化后的信号电平值转换成二进制码组的过程,也就是用二进
制符号取代十进制符号的过程称为编码,其逆过程称为解码。 所涉及的问题主要有两个: 1.如何确定二 进制码组的位数; 2.应该采用怎样的码型。
脉冲编码调制(PCM,Pulse Code Modulation) :将模拟信号经过抽样、 量化、编码三个处理步骤变成数字信号的A/D转换方式。
量化值:确定的量化后的取值叫量化值(或量化电平)。 量化级:量化值的个数称为量化级。 量化间隔:相邻两个量化值之差(或量化台阶)。 量化误差:量化值与抽样值之差。(或量化噪声) 均匀量化:量化间隔相等的量化。
13折线个量化级,即正、负输入幅度范围内各有128个量化级 需要将13折线中的每个折线个量化级 正、负输入的8个段落被划分成128个不均匀量化级 8位码的安排
30/32PCM端机每帧共有32个时隙,传30路数字线PCM端机输出的信号称为一次群信号。实际应用中,还可将多个一次群进行准同步复接(PDH):即四个基群 (一次群)复接组成二次群,四个二次群组成三次群,四个三次群组成四次群,四个四次群组成五次群,或进行同步复接(SDH)。
以30/32PCM端机为例,介绍PCM的系统组成 线Hz,抽样的间隔时间Ts=1/fs=125s 为了时分复用将125 s分为32个时隙,即每个时隙为125 s /32=3.9 s 每个抽样脉冲用8bit编码,即8位二进制脉冲作一个码组,一次放入各个时隙。 为保证通信的正常进行,每帧的起始时刻由帧定时信号决定,收端也应有相应的帧定时信号,收发两端的帧定时信号必须同频同相,即实现帧同步。
从频谱可见,只要将抽样后信号ms(t)通过一与原连续模拟信 号频带相应的带通滤波器,便可恢复原连续模拟信号m(t) 。
均匀量化较易于实现,但均匀量化的量化误差(如0.5⊿v) 不随被量化信号的幅度变化。这意味着,当信号幅度很小时, 量化信噪比很小。这对于小数值概率比大数值概率要大得多的 话音抽样信号来说及为不利,解决的办法是非均匀量化。
脉冲编码调制pcm的工作原理嘿呀!今天咱们就来好好聊聊脉冲编码调制PCM 的工作原理呢!首先呀,咱们得搞清楚啥是脉冲编码调制PCM ?哎呀呀,简单来说,PCM 就是一种把模拟信号转换成数字信号的技术哟!那它到底是咋工作的呢?第一步呢,就是采样啦!哇塞,采样这一步可重要了呢!就好像我们从连续的时间流里,挑出一些关键的时刻来观察。比如说,每隔一段时间就取一个值,这个时间间隔可不能随便选哟!要是选得不对,那得到的数字信号可就不准确啦!那采样频率应该怎么选呢?哎呀呀,这就得根据信号的最高频率来决定啦!一般来说,采样频率得是信号最高频率的两倍以上呢,这叫啥?这就叫奈奎斯特采样定理呀!接下来是量化!嘿,量化这一步也不简单呢!采样得到的值还是连续的,得把它们变成有限个离散的值才行。这就好像把一个范围划分成一格一格的,每个值都落到其中一格里面。那量化的精度怎么决定呀?精度越高,数字信号就越能接近原始的模拟信号,但同时数据量也会变大哟!
哎呀呀,你说PCM 工作原理咋就这么神奇呢?它让我们能在数字世界里准确地传输和处理模拟信号呀!比如说,在电话通信中,我们的声音就是通过PCM 技术转换成数字信号,然后在网络中传输的
总之呀,脉冲编码调制PCM 的工作原理虽然有点复杂,但真的是太重要啦!它让我们的通信和多媒体世界变得更加精彩呢!。
脉冲编码调制PCM原理PCM原理与在电力通信中的应用PCM(Pulse Code Modulation) 脉码调制是实现语音信号数字化的一种方法。
是对模拟信号数字化的取样技术,将模拟语音信号变换为数字信号的编码方式,特别是对于音频信号。
PCM 对信号每秒钟取样8000 次;每次取样为8 个位,总共64 kbps。
北美洲及日本使用Mu-Law 标准,而其它大多数国家使用A-Law 标准。
一.PCM基本工作原理数字程控调度机PCM脉码调制就是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号后在信道中传输。
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