pcm譯碼器和解碼器系統(tǒng)設(shè)計(jì)通信原理課程(編輯修改稿)
2025-07-16 19:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的比較 y 0 81 82 83 84 85 86 87 1 A律的 x值 0 1281 1 按 13折線法 分段時(shí)的 x 0 1281 641 321 161 81 41 21 1 折線段落號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 折線斜率 16 16 8 4 2 1 21 41 表 12 中第二行的 x 值是根據(jù)上式 )22(),12( ?? 時(shí)計(jì)算得到的，第三行的 x 值是 13 折線分段時(shí)的值。可見， 13 折線各段落的分界點(diǎn)與 A律曲線十分逼近，同時(shí) 按 2 的冪次分割有利于數(shù)字化。 3) 編碼 所謂編碼就是把量化后的信號(hào)變換成代碼，其相反的過程稱為譯碼。當(dāng)然，這里的編碼和譯碼與差錯(cuò)控制編碼和譯碼是完全不同的，前者是屬于信源編碼的范疇。 在現(xiàn)有的編碼方法中，若按編碼的速度來分，大致可分為兩大類：低速編碼和高速編碼。通信中一般 都采用第二類。編碼器的種類大體上可以歸結(jié)為三類：逐次比較型、折疊級(jí)聯(lián)型、混合型。在逐次比較型編碼方式中，無論采用幾位碼，一般均按極性碼、段落碼、段內(nèi)碼的順序排列。下面結(jié)合 13 折線的量化來加以說明。 在 A 律 13 折線 PCM 編碼中，由于正，負(fù)各有 8 段，每段內(nèi)有 16個(gè)量化級(jí)，共計(jì) 822561682 ???? 個(gè)量化級(jí)， 6 因此所需編碼位數(shù) N= 位碼的安排如下： 極性碼 1C 段落碼 432 CCC 段內(nèi)碼 8765 CCCC 極性碼 1C 表示樣值的極性。規(guī)定正極性為“ 1”，負(fù)極性為“ 0”； 段落碼 432 CCC 表示樣值所處的段落。 3位段落碼的 8種可能狀態(tài)對應(yīng) 8個(gè)不同的段落，如 表 21所列。 段內(nèi)碼 8765 CCCC 的 16 種可能狀態(tài)對應(yīng)各段內(nèi)的 16 個(gè)量化級(jí)，見表 將根據(jù)樣值的幅度所在的段落和量化級(jí)，編出相應(yīng)的幅度碼。 表 13 段落碼 表 14 段內(nèi)碼 量化級(jí)序號(hào) 段落序號(hào) 段落碼 量化級(jí)序號(hào) 段內(nèi)碼 8 111 15 1111 14 1110 7 110 13 1101 12 1100 6 101 11 1011 10 1010 5 100 9 1001 8 1000 4 011 7 0111 6 0110 3 010 5 0101 4 0100 2 001 3 0011 2 0010 1 000 1 0001 0 0000 7 為了確定樣值的幅度所在的段落和量化級(jí)，必須知道每個(gè)段落的起始電平和各段內(nèi)的量化間隔。在 A 律 13 折線中，由于各段的長度不等，因此各段內(nèi)的量化間隔也是不同的。第一段，第二段最短，只有歸一化值的 1/128，再將它等分 16級(jí)，每個(gè)量化及間隔為 204811611281 ???? 式中 ? 表示最小的量化間隔，稱為一個(gè)量化單位，它僅有輸入信號(hào)歸一 化值的1/，它的每個(gè)量化及間隔為 ????? 64321161)211( 即包含 64 個(gè)最小量化間隔。若以 ? 為單位，則各段的起始電平 iI 和各段內(nèi)的量化間隔 iV? ，如表 15 所列。 表 15 段落起始電平和段內(nèi)量化間隔 段落序號(hào) 8~1?i 段落碼 432 CCC 段落范圍 （量化單位） 段落起始電平 （量化單位） 段內(nèi)量化間隔 （量化單位） 8 1 1 1 2048~1024 1024 64 7 1 1 0 1024~512 512 32 6 1 0 1 512~256 256 16 5 1 0 0 256~128 128 8 4 0 1 1 128~54 64 4 3 0 1 1 64~32 32 2 2 0 0 1 32~16 16 1 1 0 0 0 16~0 0 1 8 以上是非均勻量化的情況。若以 ? 為量化間隔進(jìn)行均勻量化，則 13 正極性的 8個(gè)段落所包含的均勻量化級(jí)數(shù)分別為 16， 16， 32， 64， 128， 256， 512， 1024， 共計(jì) 1122048? 個(gè)量化級(jí)數(shù)或量化電平，需要進(jìn)行 11 位（線性）編碼。而非均勻量化只有 128 個(gè)量化電平，只要編 7 位（非線性）碼。由此可見，在保證小信號(hào)量化間隔相同的條件下， 非均勻量化的編碼位數(shù)少，所需傳輸系統(tǒng)帶寬減小。 PCM 編譯碼器的實(shí)現(xiàn)可以借鑒單片 PCM 編碼器集成芯片，如： TP3067A、CD22357 等。單芯片工作時(shí)只需給出外圍的時(shí)序電路即可實(shí)現(xiàn)，考慮到實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，仿真時(shí)將 PCM 編譯碼器分為編碼器和譯碼器模塊分別實(shí)現(xiàn)， 在 13 折線法中，無論輸入信號(hào)是正是負(fù)，均按 8段折線（ 8個(gè)段落）進(jìn)行編碼。若用 8位折疊二進(jìn)制碼來表示輸入信號(hào)的抽樣量化值，其中用第一位表示量化值的極性，其余七位（第二位至第八位）則表示抽樣量化值的絕對大小。 具體的做法是：用第二至第四位表示段落碼，它的 8種可能 狀態(tài)來分別代表8 個(gè)段落的起點(diǎn)電平。其它四位表示段內(nèi)碼，它的 16 種可能狀態(tài)來分別代表每一段落的 16個(gè)均勻劃分的量化級(jí)。這樣處理的結(jié)果， 8 個(gè)段落被劃分成 27＝ 128個(gè)量化級(jí)。 4）譯碼 PCM 譯碼器是實(shí)現(xiàn) PCM 編碼的逆系統(tǒng)。其中各模塊功能如下： D/A 轉(zhuǎn)換器：用來實(shí)現(xiàn)與 A/D 轉(zhuǎn)換相反的過程，實(shí)現(xiàn)數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬量，從而達(dá)到譯碼最基本的要求，也就是最起碼的步驟。 瞬時(shí)擴(kuò)張器：實(shí)現(xiàn)與瞬時(shí)壓縮器相反的功能，由于采用 A 律壓縮，擴(kuò)張也必須采用 A律瞬時(shí)擴(kuò)張器。 低通濾波器：由于采樣脈沖不可能是理想沖 激函數(shù)會(huì)引入孔徑失真，量化時(shí)也會(huì)帶來量化噪聲，及信號(hào)再生時(shí)引入的定時(shí)抖動(dòng)失真，需要對再生信號(hào)進(jìn)行幅度及相位的補(bǔ)償，同時(shí)濾除高頻分量，在這里
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