【文章內(nèi)容簡介】 。 1xy 0 x 11??? ? ? ???ln ( ) ()ln ( )（ 1） μ律壓擴特性 ( –8) 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 61 d y 1yd x l n ( 1 ) 1dyx 1 :d x l n ( 1 )dydxdy:d x x l n ( 1 )dydx? ? ?? ? ?? ? ???? ? ????? ? ?μ取 （ ） ：μ xμ對 于 小 信 號μ ， ， 對 小 信 號 放 大1對 于 大 信 號μ ， ， 對 大 信 號 壓 縮 ?A為壓擴參數(shù) 。 國際標準取值為 A= ， 對應的斜率為 : A x 1, 0 x1 ln A Ay1 ln A x 1,x1 ln A A??????? ????????（ 小 信 號 區(qū) ）（ 大 信 號 區(qū) ）() （ 2） A律壓擴特性 （ 重點 ） ?A值越大壓縮效果越明顯 ， A=1時無壓縮 。 A A d y 1, 16 0 x1 l n A d x AdyA 1 1dx,x1 l n A x A??? ? ????? ?? ??? ??第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 63 y1 dyx:A dx 1 ln Adydxdy:dx x( 1 ln A )dydx????? ? ???? ? ?取 （ ）A對 于 小 信 號A ， ， 對 小 信 號 放 大A對 于 大 信 號1A ， x , ， 對 大 信 號 壓 縮A 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 64 在電路上實現(xiàn) A律這樣的函數(shù)是相當復雜的，實際中，往往采用近似于 A律的 13折線法來描述 A律的壓擴特性。這樣，基本保持連續(xù)壓擴曲線的優(yōu)點，電路上又易于實現(xiàn)。 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 65 任何一條曲線都可以用無數(shù)折線逼近 （ 1）將 x[0， 1]不斷 對分為 8段 ， xi:1， 1/2， 1/4，1/8， 1/16， 1/32， 1/64， 1/128 （ 2）將 y[0， 1]等間隔劃分為 8段， yi: 1/8， 2/8，3/8， 4/8， 5/8， 6/8， 7/8， 1 如圖 。 （ 3） 對應 xi、 yi 分別連線，交點連成一條曲線 A律 13折線法 圖 A律 13折線 y1786858483828181011281641161321181412x斜率：1 段 162 段 163 段 84 段 45 段 26 段 17 段 1 / 28 段 1 / 4234567第 8 段2 (81)1=13 折 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 67 ? 13折線 ? x準確值 ? 斜率 表 21 A= 13 折線壓縮特性的比較 y 0 1 x準確值 0 1 按折線分段時的 x 0 1 段落 1 2 3 4 5 6 7 8 斜率 16 16 8 4 2 1 21 418182838485868712811111111281641321161814121斜率相等，是一條直線 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 69 用 A= x值列入表 2 1 中的第二行 ， 并與按折線分段時的 x值 （ 第三行 ）進行比較 。 由表可見 ， 13 折線各段落的分界點與A= ， 并且兩特性起始段的斜率均為 16， 這就是說 ， 13折線非常逼近 A= 。 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 70 在 A律特性分析中可以看出 ， 取 A=目的： ? 使特性曲線原點附近的斜率湊成 16； ? 使 13折線逼近時 ， x的八個段落量化分界點近似于按 2的冪次遞減分割 ， 有利于數(shù)字化 。 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 71 采用 15折線逼近 μ律壓縮特性 （ μ=255） 的原理與 A律 13折線類似 ， 也是把 y軸均分 8段 ， 對應于y軸分界點處的 x軸分界點的值根據(jù)式 （ 10）來計算 ， 即 2 55122 5512 562 5512 56 8 ??????? iiyx10,)1l n ( )1l n ( ????? xxy ?? μ律 15折線法 （略） 圖 2 .28 μ律 15折線 y17868584838281810125532557255152553125563255127255x1234567第 8 段2 81=15 折 表 2 2 μ律 15折線參數(shù)表 i 0 1 2 3 4 5 6 7 8 y=i/8 0 1 0 1 斜率 1 段落 1 2 3 4 5 6 7 8 8182838485868725512553255725515255312556325512721 321 641 128181 1614125512 ?? ix????????xy2558第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 74 原點兩側(cè)的一段斜率為 328255255181??它比 A律 13折線的相應段的斜率大 2倍 。 因此 ， 小信號的量化信噪比也將比 A律大一倍多 。不過 ， 對于大信號來說 ， μ律要比 A律差 。 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 75 脈沖編碼調(diào)制（ PCM) PCM: Pulse Code Modulation PCM的概念 脈沖編碼調(diào)制 (PCM)簡稱脈碼調(diào)制 ， 它是一種用一組二進制數(shù)字代碼來代替連續(xù)信號的抽樣值 ， 從而實現(xiàn)通信的方式 。 由于這種通信方式抗干擾能力強 ， 它在光纖通信 、 數(shù)字微波通信 、衛(wèi)星通信中均獲得了極為廣泛的應用 。 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 76 PCM信號的形成是模擬信號經(jīng)過 “ 抽樣 、 量化 、編碼 ” 三個步驟實現(xiàn)的 。 PCM信號的形成 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 77 圖 2 .31 PCM通信系統(tǒng) 抽樣 語音信號 壓縮量化 PAM 編碼 PCM 信道 PCM 再生 譯碼擴張 PCM 低通 截止頻率為 fH 語音信號 干擾 A/D變換 D/A變換 PCM信號的形成 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 78 編譯碼原理 一 、 編碼方法 按編碼速度分： 低速編碼 與 高速編碼 ? 逐次比較 （ 反饋 ） 型 ? 折疊級聯(lián)型 ? 混合型 二 、 編碼器種類 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 79 把量化后的信號電平值變換成二進制碼組的過程稱為 編碼 ， 其逆過程稱為解碼或譯碼 。 三 、 編碼 編譯碼原理 碼字 對于 M個量化電平，可以用 N位二進制碼來表示，其中的每一個碼組稱為一個 碼字 。 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 80 編譯碼原理 碼型 指的是代碼的編碼規(guī)律 ， 其含義是把量化后的所有量化級 ， 按其量化電平的大小次序排列起來 ， 并列出各對應的碼字 ， 這種對應關系的整體就稱為碼型 。 在 PCM中常用的二進制碼型有三種： ? 自然二進碼 ? 折疊二進碼 ? 格雷二進碼 （ 反射二進碼 ） 表 2 – 3 常用二進制碼型 樣值脈沖極性 自然二進碼 8 4 2 1 折疊二進碼 格雷二進碼15 7 3 1 量化級序號 正極性部分 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 1000 1001 1011 1010 1110 1111 1101 1100 15 14 13 12 11 10 9 8 負極性部分 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 0100 0101 0111 0110 0010 0011 0001 0000 7 6 5 4 3 2 1 0 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 82 就是一般的十進制正整數(shù)的二進制表示 ， 編碼簡單 、 易記 ， 而且譯碼可以逐比特獨立進行 。 ),( 0121 aaaa nn ???二進碼 00112211 2222 aaaaD nnnn ????? ???? ?十進碼 若把自然二進碼從低位到高位依次給以 2倍的加權(quán) ， 就可變換為十進數(shù) 。 (1)自然二進碼 編譯碼原理 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 83 ? 左邊第一位表示信號的極性 ， 信號為正用 “ 1”表示 ， 信號為負用 “ 0”表示； ? 第二位至最后一位表示信號的幅度 。 ? 由于正 、 負絕對值相同時 ， 折疊碼的上半部分與下半部分相對零電平對稱折疊 ， 故名折疊碼 。 (2)折疊二進碼 n 1 n 2 1 0n 1 n 1 i in1( b , b , b , b )b a b aa???? ?? ? ? 編譯碼原理 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 84 折疊二進碼的 優(yōu)點 ： ? 對于語音這樣的雙極性信號 ， 只要絕對值相同 ， 則可以采用單極性編碼的方法 ， 使編碼過程大大簡化 。 ? 在傳輸過程中出現(xiàn)誤碼 ， 對小信號影響較小 。 編譯碼原理 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 85 ? 任何相鄰電平的碼組 ， 只有一位碼位發(fā)生變化 ， 即相鄰碼字的距離恒為 1。 ? 這種碼除極性碼外 ， 當正 、 負極性信號的絕對值相等時 ， 其幅度碼相同 ， 故又稱反射二進碼 。 (3) 格雷二進碼 n 1 n 2 1 0n n 1 1n 1 n 2 0( c , c , c , c )Q c ( 2 1 ) c ( 2 1 ) .. . c ( 2 1 )?????? ? ? ? ? ?量 化 電 平 編譯碼原理 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 86 在 PCM通信編碼中 ， 折疊二進碼比自然二進碼和格雷二進碼優(yōu)越 ， 它是 A律13折線 PCM 30/32路基群設備中所采用的碼型 。 編譯碼原理 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 87 碼位的選擇與安排 碼位數(shù)的多少 ， 決定了量化分層的多少 ， 反之 ，若信號量化分層數(shù)一定 ， 則編碼位數(shù)也被確定 . 在信號變化范圍一定時，用的碼位數(shù)越多，量化分層越細，量化誤差就越小，通信質(zhì)量當然就更好。但碼位數(shù)越多，設備越復雜，同時還會使總的傳碼率增加，傳輸帶寬加大 。 NL2? 編譯碼原理 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 88 編譯碼原理 13折線編碼 在 13折線編碼 中 ， 普遍采用 8位 二進制碼 ， 對應有L=28=256個量化級 ， 即正 、 負輸入幅度范圍內(nèi)各有128個量化級 。 這需要將 13折線中的每個折線段再均勻劃分 16個量化級 ， 由于每個段落長度不均勻 ， 因此 正或負輸入的 8個段落被劃分成 8 16=128個不均勻的量化級 。 第 2章 模擬信號的數(shù)字傳輸 89 第一、二段的階距最小，記為△ 111 1 1161 2 8 2 0 4 82? ? ? ? ? 編譯碼原理