通信技术-103-脉冲编码调制课件.ppt

1、 信 源 编 码 本章内容:抽样 低通信号和带通信号量化 标量（均匀/非均匀）和矢量脉冲编码调制 PCM、DPCM、ADPCM 增量调制 M时分复用 TDM、准同步数字体系（PDH）压缩编码 语音、图像和数字数据 脉 冲 编 码 调 制10.5 Pulse Code Modulation,PCM 模拟信号数字化方式之一 10.5.1 PCM的基本原理 nPCM系统原理框图n模拟信号数字化过程-“抽样、量化和编码”具有镜像特性特点：简化编码过程优点：误码对小电压的影响小表自然二进码和折叠二进码10.5.2 常用二进制码 编码考虑的：表示样值的极性。正编“1”，负编“0”表示样值的幅度所处的段落1

2、6种可能状态对应代表各段内的16个量化级1C极性码234C C C段落码5678C C C C段内码 在A律13折线 PCM编码中，共计：82 8 16=256=2 个量化级 需将每个样值脉冲（Is）编成 8位 二进制码：n码位的选择与安排，关乎通信质量和设备复杂度表10-5 段落码表10-6 段内码-归一化输入电压的最小量化单位1=2048确定样值所在的段落和量化级n起始电平和量化间隔(幅值)C5的权值 8 Vi C6的权值 4 Vi C7的权值 2 Vi C8的权值 1 Vi段内码的权值：Vi 第 i 段的量化间隔。不同段落，Vi 不同。前两段相同11110011每来每来一个一个样值样值脉

3、冲脉冲就送出就送出一个一个PCMPCM码组码组10.5.3 电话信号的编译码器 编码的实现任务 把每个样值脉冲编出相应的 8 位二进码。极性判决：确定样值信号的极性，编出极性码：整流器：双单（样值 的幅度大小）。保持电路：使每个样值的幅度在 7 次比较编码过程中保持不变。比较器（核心）：将样值电流 Is与标准电流 Iw 进行逐次比较，使Iw向Is逐步逼近，从而实现对信号抽样值的非均匀量化和编码。若 IsIw，输出“1”码 若 IsIw，输出“0”码记忆电路：寄存前面编出的码，以便确定下一次的标准电流 值 Iw。7/11变换：将 7 位码转换成 11位码，以便恒流源产生所需的标准电流 Iw。n

4、各部件的功能：11C，样值为正0，样值为负PAM信号类似天平称物过程120481120482M 8 16=128=2M 7只需 7 位（非线性）编码 以 对13折线正极性的8个段落进行均匀量化，则量化级数：非线性码非线性码 非均匀量化：非均匀量化：需要11位（线性）编码n 非线性码与线性码（7/11）：称为线性PCM编码对应称为非线性/对数PCM编码线性码线性码 均匀量化：均匀量化：对应（1）极性码：C1=1（正）（2）段落码：C2 C3 C4（3）段内码：C5 C6 C7 C8 PCM码组 C1 C8 1 111 0011=111（第段）=0011解解例IW4IW5IW6IW7起始 1024

5、 V8=641270IS=+1270 Is IWi 1 Is IWi 0IW1IW2IW3 它与逐次比较型编码器中的本地译码器基本相同，不同的是：增加了极性控制部分和带有寄存读出的 7/12 位码 变换电路。n 译 码 把 PCM 信号 相应的 PAM 样值信号，即 D/A 变换。A律13折线译码器原理框图各部分功能：7/12变换电路:将7位非线性码转变为12位线性码。目的：增加一个Vi/2恒流电流，人为地补上半个量化级，使最大量化误差不超过Vi/2,从而改善量化信噪比。串/并变换记忆电路：将串行 码变为并行码,并记忆下来。极性控制：根据收到的极性码 C1来控制译码后PAM信号的极性。编码器中

6、 7/11寄存读出电路：将输入的串行码在存储器中寄存起来,待全部接收后再一起读出,送入解码网络。实质上是进行 串/并 变换。12位线性解码电路：由恒流源和电阻网络组成,与编码器中解码网络类同。它是在寄存读出电路的控制下,输出相应的 PAM信号。解解例1270由上例可知，由上例可知，编码电平：IC=1216因此，译码电平：=IC+Vi/2=1216+64/2=1248 编码后误差:(Is-IC)=54 译码后误差:|Is-ID|=22 n PCM 信号的比特率和带宽BbsRfNBR传输带宽:若采用非归零矩形脉冲传输时，谱零点带宽为例如:一路模拟话路带宽为 B=4 kHz一路数字电话带宽为问题：P

7、CM信号占用的频带 比 标准话路带宽要 宽很多倍。B=80008=64 kHz如何解决？10.5.4 PCM系统中噪声的影响PCM 系 统 输 出：()()()()qam tm tn tn tn 两种噪声：产生机理不同相互独立+信号成分(So)加性噪声(Na)量化噪声(Nq)2o2()()qqSE m tNE ntn 性能指标：2o2aa()()SE m tNE nt2o22oa()()()qSE m tNE n tE n t抗量化噪声性能抗加性噪声性能总输出信噪比含义：当低通信号最高频率 fH 给定时,PCM系统的输出信号量噪比随系统的带宽 B 按指数规律增长。H2o22/22()22()NqfqBSE m tMNE nt抗量化噪声性能抗加性噪声性能222(1)o2aa()1/2=()4NeeSE m tMPNE ntPPCM系统最小带宽HBNf带宽与信噪比互换22oo222oaa/()2()()1/1 4 2NqNqqeSNSE m tNE n tE n tNNPOO2a,2NqSNNN若则OOa1,4qeSNNNP若则假设条件：自然码、均匀量化、输入信号为均匀分布。总输出信噪比