【正文】 3400Hz， fL= 300Hz B=3100Hz ，故只能按低通信號處理。 理想抽樣信號波形及其頻譜 自然抽樣與理想抽樣的頻譜非常相似，也是由無限多個間隔為 ω s的 M（ ω ）頻譜之和組成。 數(shù)學(xué)描述： 取 ωs=2ωH 比較采用矩形窄脈沖抽樣與采用沖激脈沖抽樣 (理想抽樣 )的過程和結(jié)果，可得： （ 1）它們調(diào)制 (抽樣 )與解調(diào) (信號恢復(fù) )過程相同，差別只是 采用的抽樣信號不同。 （ 3） τ 的大小要兼顧通信中對帶寬和脈沖寬度這兩個互相矛盾的要求。 平頂抽樣信號與產(chǎn)生原理 平頂抽樣 PAM信號在原理上可以看作由 理想抽樣 和 脈沖形成電路 產(chǎn)生。 量化分為均勻量化和非均勻量化。 非均勻量化： 量化間隔 ?不相等的量化。在原理上，量化過程可以認為是在一個量化器中完成的。 187。 量化器 m(kT) mq(kT) 定義： 把輸入信號的取值域按等距離分割的量化稱為均勻量化。 每個量化區(qū)間的量化電平通常取在各區(qū)間的中點，通過量化，無窮多個幅度的取值變成了有限個量化電平。 Nq=Δ 2/12 該量化器的量化信噪比為 由上式可知，量化級數(shù) M增加，則量化信噪比提高，信號的逼真度越好。 均勻量化的特點： 無論信號大小如何，量化間隔 Δ都相等，量化噪聲功率 Nq固定不變。 通常，把滿足信噪比要求的輸入信號的取值范圍定義為 動態(tài)范圍 。 采用均勻量化器提高信噪比的方法是減小量化噪聲，也就是減小量化間隔 ?，但在一定信號動態(tài)范圍內(nèi)，減小 ?就意味著增加量化級數(shù)， 使編碼的總碼率增高，給傳輸帶來不利。即小信號時 ?小， 大信號時 ?大。 對于信號取值小的區(qū)間，其量化間隔也小，反之，量化間隔就大。 非均勻量化 uo t 5 10 t 5 10 vo t 1 8 vo 壓縮 編碼 均勻量化 解碼 擴張 信道 ui uo vi 1 8 t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ui 壓縮特性曲線 uo 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 vi vo 擴張?zhí)匦郧€ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9 8 7 6 5 4 3 2 1 一、模擬壓擴法 對于電話信號， ITUT推薦兩種特性，即 A壓擴律 和 ?壓擴律 ，以及相應(yīng)的近似算法 － 13折線法 和 15折線法 。 A律壓擴特性 在實用中，選擇A等于 A律壓縮特性可用 13折線來近似。 A＝ 1時，y=x，為無壓縮即均勻量化情況。 μ 律壓擴特性 其中 μ 為壓縮系數(shù)，如圖所示。 實用中取 μ ＝ 255， μ律壓縮特性可用 15折線來近似。 兩種常用的數(shù)字壓擴技術(shù)： （ 1） 13折線 A律壓擴，它的特性近似 A＝ A律壓擴特性。 A律 13折線壓縮特性 y x 1 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 1/128 1 7/8 6/8 5/8 4/8 3/8 2/8 1/8 1/4 8 1/2 7 1 6 2 5 4 4 8 3 16 2 16 1 斜率 段號 各段斜率 1 2 3 4 5 6 7 8 A= A律壓縮特性 A= 13折線壓縮特性比較 1 1 2 1 4 1 8 1 16 1 32 1 64 1 128 按 13折線關(guān)系求得 x 1 1 1 1 1 1 1 1 128 按 A= x 1 7 8 6 8 5 8 4 8 3 8 2 8 1 8 y x 0 10 20 30 40 50 60 20lgu/V(dB) 60 50 40 30 20 10 SNR(dB) 均勻量化 11位碼字 均勻量化 7位碼字 非均勻量化 7位碼字 壓縮前后的信噪比曲線 26 電話傳輸標準對通信系統(tǒng)的要求是 ： 在信號動態(tài)范圍大于 40dB的條件下，信噪比不應(yīng)低于 26dB。 常見的碼型有自然二進制碼、折疊二進制碼等。 與自然二進碼相比，折疊二進碼優(yōu)點是： （ 1）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。 因為語音信號小幅度出現(xiàn)的概率比大幅度的大，所以，著眼點在于小信號的傳輸效果。而非均勻量化只需要 7位就可以保證小信號的量化信噪比。 C2... C8 極性判決 整流 保持 比較判決 記 憶 7/11 變換 11位 線性 解碼 網(wǎng)絡(luò) IS IW 位時鐘脈沖 D2 D3 ... D8 C2 C3 ... C8 B1 B2 ... B11 本地譯碼器 位時鐘脈沖 D1 抽樣值 PAM + PCM碼流 逐次反饋型編碼器 C1 將雙極性信號變成單極性信號 正時為 “ 1”，負時為 “ 0” . 逐次比較型編解碼原理 一、 A律 13折線編碼器 例 1 設(shè)樣值脈沖 IS=+1270?，采用逐次比較型編碼，按 A律 13折線特性編成 8位碼 c1?c8 。 第二次比較， IW=512?， IS=+1270?IW， c3=1，在 8大段。 (3) 確定段內(nèi)碼 段內(nèi)均勻分 16個小段， ?8=1024?/16=64? 第四次比較，IW=1024?+8?8=1024?+8 64?=1536?， IS=+1270?IW， c5=0，在前 8小段。 第六次比較， IW=1024?+2?8=1024?+2 64?=1152?， IS=+1270?IW， c7=1，在 4小段。 編出的碼組 c1?c8是 11110011 B1 B2 ... B12 PCM 碼流 寄 存 讀 出 串并變換記憶電路 7/12 變 換 D1 D2 ... D8 解碼電平 M2 M3 ... M8 12位 線性 解碼 網(wǎng)絡(luò) 極性控制 時 鐘 脈 沖 M2 M3 ... M8 二、 A律 13折線解碼器 （量化電平 ) 段落 非線性碼 線型碼 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 1 0 0 0 X Y Z W 0 0 0 0 0 0 0 X Y Z W 1 2 0 0 1 X Y Z W 0 0 0 0 0 0 1 X Y Z W 1 3 0 1 0 X Y Z W 0 0 0 0 0 1 X Y Z W 1 0 4 0 1 1 X Y Z W 0 0 0 0 1 X Y Z W 1 0 0 5 1 0 0 X Y Z W 0 0 0 1 X Y Z W 1 0 0 0 6 1 0 1 X Y Z W 0 0 1 X Y Z W 1 0 0 0 0 7 1 1 0 X Y Z W 0 1 X Y Z W 1 0 0 0 0 0 8 1 1 1 X Y Z W 1 X Y Z W 1 0 0 0 0 0 0 7/12變換關(guān)系表 1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1 1/2 B1?B12代表的數(shù)值 例 已知一個抽樣值 u=2510mv,(1)如果量化區(qū)的最大電壓為 U=4096mv,采用 A律 13折線編碼編成 8位折疊二進制碼，試寫出 8位碼；（ 2）編碼電平為多少？編碼器中的 7/11 變換得到的 11位線性碼為多少？（ 3）接收端解碼器輸出電平（量化電平）多少？解碼誤差（量化誤差）為多少？解碼器中的 7/12變換得到的 12位線性碼為多少？ 脈沖編碼調(diào)制系統(tǒng) 脈沖編碼調(diào)制（ PCM）原理