【文章內(nèi)容簡介】 若 UsUr3=1024Δ，則量化信號在第 7段上， B4=0。 當 B2=1， B3=0時，此時的中間權值 Ur3=256Δ； 若 UsUr3=256Δ，則量化信號在第 6段， B4=1； 若 UsUr3=256Δ，則量化信號在第 5段， B4=0。 當 B2=0， B3=1時，此時的中間權值 Ur3=64Δ； 若 UsUr3=64Δ，則量化信號在第 4段， B4=1； 若 UsUr3=64Δ，則量化信號在第 3段， B4=0。 當 B2=0， B3=0時，此時的中間權值 Ur3=16Δ； 若 UsUr3=16Δ，則量化信號在第 1段， B4=0。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 經(jīng)過以上三次比較，段落碼 B2B3B4已經(jīng)確定，量化信號 Us屬于哪一段也就知道了，此后只要再進行四次比較就可以確定最后的 4位段內(nèi)碼。 B5B6B7B8的編碼情況如表 33所示：在表 33中，第四次比較，確定 B5的碼位；第五次確定 B6的碼位；第六次比較確定 B7的碼位；第七次比較確定B8的碼位。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 【 例 31】 設某信號的樣值信號為 Us=＋ 321Δ，試編寫其對應的 8位 PCM碼。 解：由于 Us為正極性，所以 B1=1。 首先進行段落編碼： B2：權 Ur1=128Δ， 321△ 128Δ，則 B2=1； B3：權 Ur2=512Δ， 321△ 512Δ，則 B3=0； B4：權 Ur3=256Δ， 331△ 256Δ，則 B4=1。 因此， B2B3B4=101，說明樣值處在第 6段落上， Δi=Δ6=16Δ。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 其次進行段內(nèi)編碼： V起 6=256Δ； B5：權 Ur4=256Δ＋ 8 16Δ=384Δ， 321Δ384Δ，則B5=0； B6：權 Ur5=256Δ＋ 4 16Δ=320Δ， 321Δ320Δ，則B6=1； B7：權 Ur6=256Δ＋ 6 16Δ=352Δ， 321Δ352Δ，則B7=0； B8：權 Ur7=256Δ＋ 5 16Δ=336Δ， 321Δ336Δ，則B8=0。 因此， B1B2B3B4B5B6B7B8=11010100，說明樣值信號的幅度落在第 6段的第 5個量化級內(nèi)，即： 320ΔUs336Δ。接收端將幅度碼 1010100譯成第 6段第 5個量化級的量化值為： 320Δ＋ 8Δ=328Δ，它與實際樣值的誤差為 7Δ， 7Δ在第6段的半個量化級 8Δ之內(nèi)。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 表 33 段內(nèi)編碼過程 第四次比較權值 B5的位碼 第五次比較 權值 B6的碼位 第六次比較權值 B7的碼位 第七次比較權值 B8的碼位 Ur4為： U 起 i＋ 8△ i 若 Us Ur4 則 B5=1 Ur5為： U 起 i＋ 12△ i 若 UsUr5 則 B6=1 Ur6為： U 起 i＋ 14△ i 若 UsUr6 則 B7=1 Ur7為： U起 i＋ 15△ i 若 UsUr7 則 B8=1 若 UsUr7 則 B8=0 若 UsUr6 則 B7=0 Ur7為： U起 i＋ 13△ i 若 UsUr7 則 B8=1 若 UsUr7 則 B8=0 若 UsUr5 則 B6=0 Ur6為： U 起 i＋ 10△ i 若 UsUr6 則 B7=1 Ur7為： U起 i＋ 11△ i 若 UsUr7 則 B8=1 若 UsUr7 則 B8=0 若 UsUr6 則 B7=0 Ur7為： U 起 i＋ 9△ i 若 UsUr7 則 B8=1 若 UsUr7 則 B8=0 若 Us Ur4 則 B5=0 Ur5為： U 起 i＋ 4△ i 若 UsUr5 則 B6=1 Ur6為： U 起 i＋ 6△ i 若 UsUr6 則 B7=1 Ur7為： U 起 i＋ 7△ i 若 UsUr7 則 B8=1 若 UsUr7 則 B8=0 若 UsUr6 則 B7=0 Ur7為： U 起 i＋ 5△ i 若 UsUr7 則 B8=1 若 UsUr7 則 B8=0 若 UsUr5 則 B6=0 Ur6為： U 起 i＋ 2△ i 若 UsUr6 則 B7=1 Ur7為： U 起 i＋ 3△ i 若 UsUr7 則 B8=1 若 UsUr7 則 B8=0 若 UsUr6 則 B7=0 Ur7為： U 起 i＋△ i 若 UsUr7 則 B8=1 若 UsUr7 則 B8=0 第 3章脈沖編碼調(diào)制 PCM 解碼 再生 PCM信號在傳輸過程中會出現(xiàn)衰減和失真，當幅度衰減到一定程度后，碼元變得很難識別，因此在長距離傳輸時必須在一定的距離內(nèi)對 PCM信號波形進行再生。 PCM信號再生中繼器原理框圖如圖 311所示。再生中繼器由三部分組成：均衡放大、定時電路和識別再生。 1．均衡放大 對接收到的已失真的 PCM信號進行整形和放大，在一定程度上補償了幅度和相位失真。目前有兩種方式：固定均衡放大和自適應均衡放大。前者結構比較簡單，但性能欠佳；后者性能較好，得到越來越廣泛的應用。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 均 衡放 大識 別再 生再 生P C M碼定 時電 路失 真 P C M碼圖 311 再生中繼器原理框圖 第 3章脈沖編碼調(diào)制 2．定時電路 定時電路從均衡輸出中提取一個周期脈沖序列，以便在均衡放大的輸出信噪比在最大時刻對已均衡的信號進行取樣判決。定時電路決定了再生 PCM信號的前沿時刻，也就是起了位同步的作用，所以有時又稱之為同步提取電路。不難想象，當均衡器輸出失真較大時，提取出來的定時信號會發(fā)生“抖動”，這樣會導致定時不準，在再生 PCM信號中引起失真。另外，當 PCM信號中有“長連 0”現(xiàn)象時也會導致定時抖動（這與提取定時信號的方法有關）。所以，應設法避免在PCM信號中出現(xiàn)“長連 0”現(xiàn)象。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 3．識別（判決）再生 有一個門限參考電平，在取樣時刻，當均衡器輸出信號幅度大于門限電平時就判為“ 1”，于是產(chǎn)生一個新的不失真的脈沖送入信道。當均衡波形幅度小于門限電平時，就判為“ 0”，不產(chǎn)生輸出脈沖。由此看來，對于一般的失真和噪聲干擾在再生中繼器中都能被消除，除了有一定的延時以外，再生出來的 PCM信號波形與原發(fā)的完全一樣。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 解碼原理 解碼是根據(jù) A律 13折線壓擴特性，將輸入的并行 PCM碼進行數(shù) /模變換，還原為 PAM樣值信號，簡稱 D/A變換器。所用的解碼器一般采用電阻解碼網(wǎng)絡來實現(xiàn)，目前多采用權電流線性電阻網(wǎng)解碼，其解碼框圖如圖 312所示。它由記憶電路、 7/12碼變換電路、極性控制、寄存器讀出電路、恒流源及線性電阻網(wǎng)組成。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 記憶電路7 / 1 2碼變 換寄 存 器 存入 與 讀 出電 路恒 流 源 及線 性 電 阻網(wǎng) 絡極 性 控 制寄 存 器 存 入與 讀 出 控 制P C M 串 行 碼N1N2N8??b1b1 2??P A MB1 B8??b1b1 2~圖 312 恒流源電阻網(wǎng)絡解碼原理框圖 第 3章脈沖編碼調(diào)制 1．記憶電路 它的作用是將次序輸入的串行 PCM碼變成同時輸出的并行碼，一起送入極性控制和 7/12碼元變換電路中，所以它是一個串 /并變換電路。 2． 7/12碼變換電路 它的作用是將 7位非線性碼變成 12位的線性碼，一般按壓擴特性應變?yōu)?11位碼，但由于在解碼器中使用的是恒流源電阻網(wǎng)解碼，所以會比編碼器多一個“權電流”，外加了半個量化級，從而形成 12位線性碼，改善了信噪比。 3．極性控制 作用是檢出極性碼元，以使恢復出來的 PAM信號能具有原來的極性。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 4．寄存器讀出電路 作用是將 7/12碼元變換電路得到的 12位串行線性碼變成并行碼，所以它是一個串 /并轉換電路。得到的并行 12位線性碼代表一個量化樣值幅度，用它去控制相應的恒流源及電阻網(wǎng)絡的開關，就會產(chǎn)生對應的解碼輸出，得到的是 PAM的量化樣值。 5．恒流源及線性電阻網(wǎng) 由恒流源、碼元控制開關、線性電阻網(wǎng)組成。 12位碼元分別控制相應的碼元控制開關，當某些位碼元為 1時，開關閉合，對應的恒定電流源就會流經(jīng)電阻網(wǎng)絡，最后得到的輸出的電壓值就是所要恢復的信號量化樣值。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 【 例 32】 若輸入某一樣值信號的 PCM碼B1B2B3B4B5B6B7B8=01110111。求對應的脈沖樣值。 解：由于 B1=0，所以恢復的極性為負。因為B2B3B4=111，所以樣值落在第 8段，起始電平為 1024Δ，如表 31所示。又由于 B5B6B7B8= 0111，則有 64Δ 7=448Δ。由于解碼得到的是 12位線性碼，所以還需加上半個量化級(1/2Δ8 =32Δ)，所以 448Δ＋ 32Δ=480Δ。根據(jù) 8位非線性碼與12位線性碼的對應關系，可得 01110111對應的 12位線性碼為：b1b2b3b4b5b6b7b8b9b10b11b12=101110000000，根據(jù) 2/10進制變換，得到樣值脈沖為 1504Δ。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 PCM復用與數(shù)字復接技術 時分復用 (TDM) 時分復用 (TDM)是以時間作為分割信號的依據(jù)，利用各信號樣值之間的時間空隙，使各路信號相互穿插而不重疊，從而達到在一個信道中同時傳輸多路信號的目的。 時分復用在 PAM和 PCM的條件下都可以實現(xiàn)，圖 315給出了對兩個 PAM信號進行時分復用的原理圖。 所謂 PCM復用就是直接將多路信號進行 PCM編碼，再實現(xiàn)多路復用，即將多路模擬信號按幀周期分別進行抽樣，然后合在一起統(tǒng)一進行編碼形成多路數(shù)字信號的過程。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 )(1 tm)(2tm圖 315 基帶信號時分復用原理 與 FDM方式相比較， TDM方式主要有以下兩個突出優(yōu)點： (1) 多路信號的復用都是采用數(shù)字處理的方式實現(xiàn)的，通用性和一致性好，比 FDM的模擬濾波器電路簡單、可靠。 (2) 信道的非線性會在 FDM系統(tǒng)中產(chǎn)生交調(diào)失真和高次諧波，引起路間串話，因此要求信道的線性特性要好，而 TDM系統(tǒng)對信道的非線性失真要求降低。 第 3章脈沖編碼調(diào)制 30／ 32路 PCM基群幀結構 在話音信號的 PCM通信系統(tǒng)中，國際上有兩種 PCM復用系列：一種是一次群為 PCM30/32路系統(tǒng)（我國與歐洲采用這種方式），二次群是 PCM120路系統(tǒng)；另一種是一次群為PCM24路系統(tǒng)（美國與日本采用這種方式），其二次群也是PCM120路系統(tǒng)。 PCM30/32路制式基群幀結構如圖 316所示，共由 32路組成，其中 30路用來傳輸用戶話音， 2路用作勤務。每路話音信號抽樣速率＝ 8000Hz，即對應的每幀時間間隔為 125μs。一幀共有 32個時間間隔，稱為 32個時隙。各個時隙從 0到 31順序編號，分別記作 TS0， TS1， TS2， ……TS31 。