《PCM教學(xué)課件》PPT課件

1、模擬信號(hào)數(shù)字傳輸，網(wǎng)絡(luò)084，模擬信號(hào)數(shù)字傳輸系統(tǒng)，編碼：表示用M進(jìn)制碼量化的采樣值。采樣：信號(hào)隨時(shí)間離散。量化：以振幅離散采樣值。PCM信號(hào)、PCM信號(hào)、圖4-2 PCM信號(hào)形成過(guò)程圖表、一節(jié)采樣、采樣圖1.1所示。根據(jù)圖1.1示例的輸入和輸出、采樣定理，通過(guò)一個(gè)頻帶進(jìn)行有限的時(shí)間連續(xù)模擬信號(hào)采樣，可以在采樣頻率滿足特定要求時(shí)根據(jù)該采樣信號(hào)重新配置原始信號(hào)。這意味著模擬信號(hào)傳輸不需要模擬信號(hào)本身。只需傳輸根據(jù)樣品定理獲得的樣品值序列。1，具有低通信號(hào)和通信號(hào)的理想采樣，理想采樣是什么？取樣脈沖序列為單位沖擊序列時(shí)的樣本。什么是低通信號(hào)和通信號(hào)？模擬信號(hào)頻率范圍稱為低通信號(hào)，帶寬為：如果是，則

2、稱為頻帶通信號(hào)，帶寬為。如圖1.1所示，采樣過(guò)程是模擬信號(hào)和周期沖擊函數(shù)積的結(jié)果。即，采樣信號(hào)是圖1.1理想采樣的原理圖、1、低通信號(hào)的采樣定理。取樣定理如下：包括頻帶限制在內(nèi)的時(shí)間連續(xù)模擬信號(hào)，如果有采樣頻率，則可以通過(guò)低通濾波器重新配置在采樣值序列中沒(méi)有失真的遠(yuǎn)視信號(hào)。由此可見，采樣頻率的存在將創(chuàng)建失真(混疊失真)牙齒。采樣定理的證明、采樣脈沖序列設(shè)置為周期性沖擊函數(shù)、傅里葉變換形式、采樣脈沖序列的基本波角頻率。取樣間隔。根據(jù)頻域卷積定理，將傅里葉變換：低通信號(hào)頻譜，采樣定理的證明(繼續(xù))應(yīng)用于樣本信號(hào)兩側(cè)。因此，可以看到理想采樣信號(hào)的頻譜()。理想采樣低通信號(hào)后，其頻譜()是低通信號(hào)頻譜

3、()擴(kuò)展到采樣頻率的周期性頻譜。圖1.1.1是理想采樣信號(hào)的波形和頻譜圖。如圖1.1.1理想采樣信號(hào)波形和頻譜，如圖1.1.1所示(即)，采樣信號(hào)的周期性頻譜混疊無(wú)現(xiàn)象，角頻率理想低通濾波器可以在不失真的情況下恢復(fù)原始信號(hào)。那么，示例信號(hào)的頻譜之間可能發(fā)生圖1.1.2所示的混疊現(xiàn)象。顯然，沒(méi)有失真就無(wú)法恢復(fù)原始信號(hào)。對(duì)于頻譜限制較低的通信號(hào)，在沒(méi)有失真的情況下重建遠(yuǎn)視信號(hào)所需的最小采樣頻率，即(奈奎斯特采樣頻率)對(duì)應(yīng)的最大采樣間隔為(奈奎斯特采樣間隔)。2，具有通信號(hào)的采樣定理，根據(jù)具有通信號(hào)的采樣定理，模擬信號(hào)牙齒通信號(hào)，頻率范圍，帶寬在滿足其采樣頻率時(shí)，樣本值頻譜不會(huì)引起頻譜冗余。n是不超

4、過(guò)的最大整數(shù)。如果具有通信號(hào)的最小頻率是最大頻率，則傳導(dǎo)信號(hào)的最小采樣頻率在2B到3B之間，因此可以得到圖1.2.1。具有圖1.2.1通信號(hào)的最小采樣頻率，2，實(shí)際采樣，采樣定理所需的采樣脈沖序列被稱為理想采樣，作為理想刺激脈沖序列。但是，實(shí)際沖擊脈沖串不會(huì)實(shí)現(xiàn)，通常僅作為實(shí)際采樣的窄脈沖串實(shí)現(xiàn)。實(shí)際采樣通常包括自然采樣和塔采樣。1，自然采樣，自然采樣過(guò)程是模擬信號(hào)周期窄脈沖序列的乘積。自然采樣也稱為曲塔采樣。圖4-10自然采樣信號(hào)和頻譜，2，平頂采樣，平頂采樣也稱為瞬時(shí)采樣。從波形來(lái)看，這不同于自然采樣，因?yàn)椴蓸有盘?hào)中的脈沖都具有相同形狀的頂部平面矩形脈沖。矩形脈沖的范圍如圖2.2.1(a)

5、所示，是瞬時(shí)采樣值平頂采樣PAM信號(hào)，如圖2.2.1(b)所示，原則上可以看作理想采樣和脈沖形成電路的生成。，在圖2.2.1平頂采樣信號(hào)和生成原理、圖2.2.2平頂采樣信號(hào)恢復(fù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和軟件學(xué)院網(wǎng)絡(luò)084類量化知識(shí)、量化數(shù)學(xué)方面，量化是將連續(xù)振幅值的無(wú)限集合映射為離散振幅值的有限數(shù)值集合。如圖2所示，量化器Q輸出L個(gè)量化值，K=1，2，3，L。也稱為重建級(jí)別或量化級(jí)別。量化器輸入信號(hào)振幅下降到和之間時(shí)，量化器輸出電平為。牙齒量化過(guò)程可以表示為：這稱為層次結(jié)構(gòu)層或判決閾值。通常稱為量化間隔。模擬信號(hào)量化分為均勻量化和非均勻量化。均勻量化的主要缺點(diǎn)是，無(wú)論采樣值大小如何，量化噪聲的平均平方根值

6、是固定的。因此，信號(hào)小的話，信號(hào)量化噪聲功率比也小，對(duì)弱信號(hào)的量化信噪比很難滿足給定的要求。通常，滿足信噪比要求的輸入信號(hào)范圍被定義為動(dòng)態(tài)范圍，在均勻量化時(shí)，信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍受到很大限制。為了克服牙齒缺點(diǎn)，實(shí)際上經(jīng)常采用非均勻量化。非均勻量化根據(jù)信號(hào)的不同間隔確定量化間隔。對(duì)于信號(hào)值較小的間隔，量化間隔也較小。相反，量化間隔很大。與均勻量化相比，有兩個(gè)茄子優(yōu)秀的優(yōu)點(diǎn)。第一，當(dāng)輸入量化器的信號(hào)具有不均勻分布的概率密度(實(shí)際上經(jīng)常)時(shí)，非均勻量化器的輸出可以獲得更高的平均信號(hào)量化噪聲功率比。其次，在非均勻量化中，噪聲功率的均方根值與信號(hào)采樣值基本成正比。因此，量化后的噪聲對(duì)大信號(hào)和小信號(hào)的影響大體相同

7、。也就是說(shuō)，當(dāng)小信號(hào)得到改善時(shí)，量化信噪比得到改善。實(shí)際上，非均勻量化的實(shí)際方法通常是通過(guò)壓縮均勻量化樣本值。大多數(shù)常用的壓縮機(jī)使用對(duì)數(shù)壓縮。廣泛采用的兩種對(duì)數(shù)壓縮方法是壓縮率和A壓縮率。美國(guó)(WHO)采用壓縮率，因?yàn)槲覈?guó)和歐洲各國(guó)都采用A壓縮率，所以PCM編碼方式也采用A壓縮率。A律壓力擴(kuò)展特性是連續(xù)曲線，A值不同，擴(kuò)展特性也不同，在電路上實(shí)現(xiàn)這種函數(shù)規(guī)律相當(dāng)復(fù)雜。實(shí)際上，通常使用13折線(A=87.6)的壓力擴(kuò)展屬性，這與A法函數(shù)規(guī)則類似。這樣基本上保持了連續(xù)壓力擴(kuò)展特性曲線的優(yōu)點(diǎn)，便于數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)。牙齒設(shè)計(jì)中使用的PCM編碼使用牙齒壓縮擴(kuò)展特性進(jìn)行編碼。圖3顯示了這些壓縮擴(kuò)展特性。表1顯

8、示了行13中的值與計(jì)算值的比較。謝謝。PCM編碼，網(wǎng)絡(luò)084 2010年十月18日，模擬信號(hào)采樣，量化后時(shí)間和振幅的離散數(shù)字信號(hào)，這不適合多進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，通道傳輸。因此，牙齒多數(shù)字信號(hào)也必須轉(zhuǎn)換為適合在通道中傳輸?shù)亩M(jìn)制信號(hào)。換句話說(shuō)，PCM系統(tǒng)需要編碼過(guò)程。編碼，編碼是指將每個(gè)量化的信號(hào)水平值轉(zhuǎn)換為干擾較小的二進(jìn)制數(shù)字代碼信號(hào)。一般代碼類型：自然二進(jìn)制折疊二進(jìn)制代碼灰度二進(jìn)制，自然二進(jìn)制代碼是一般十進(jìn)制正整數(shù)的二進(jìn)制表示。折疊碼的第一個(gè)表是正負(fù)極性。第二個(gè)到最后一個(gè)位表示振幅的絕對(duì)值。以格雷碼反射關(guān)系為特點(diǎn)。PCM編碼、語(yǔ)音系統(tǒng)和34位編碼使您聽得懂，但失真清晰。78位編碼，使用語(yǔ)音質(zhì)量比較

9、理想；因此，語(yǔ)音信號(hào)的編碼使用與語(yǔ)音樣本值相對(duì)應(yīng)的8位二進(jìn)制代碼。表格：極性代碼、段落代碼、段落代碼、D1、d2d3d4、d5d6d7d8、d5d6d7d8、A法13行編碼特定編碼過(guò)程如下：D1:極性代碼樣例值脈沖0，D1=1樣例值脈沖0起始級(jí)別(單位)，每個(gè)段的步長(zhǎng)與比率，000，001，010，011，100，101，110，110，16，32，64，128，D5D6D7D8:段然后，您可以確定線段中的平頭代碼。Iw=Ib 8樣例值Iw，D5=1；否=0 Iw=Ib (8)D5 4如果樣例值Iw，則D6=1；否=0相當(dāng)于確定D7和D8。段內(nèi)部代碼用于確定樣例值的哪個(gè)段落的量化級(jí)別。附加，D

10、2表信號(hào)是否在8個(gè)段落的前4段或最后4段。D3 D4 D5表信號(hào)位于前8個(gè)量化級(jí)別(0-7)或后8個(gè)量化級(jí)別(8-15) D6 D7 D8。例如，將輸入信號(hào)樣本值設(shè)置為1270個(gè)量化單位，并使用13行特性代碼編譯相應(yīng)的8位代碼。1270，8位代碼D1D2D3D4D5D6D7D8 (1)確定極性代碼D1樣例值為正，因此D1=1 (2)確定確定段落代碼D2D3D4確定D2，權(quán)重128，1270128，D2=D3，D3因此，權(quán)重512表示由于1270 512、D3=1，輸入信號(hào)樣本值在段落7-8中。決定D4，進(jìn)一步?jīng)Q定是第7段還是第8段。因此，權(quán)重為1024。12701024，D4=1表示輸入信號(hào)樣本值在第8段。因此，段落代碼為111，段內(nèi)部代碼D5D6D7D8確定D5，因此權(quán)重為1024 864=1536，由于12701536，因此D5=0。這表示信號(hào)在第8段的0-7中的量化水平。確定D6，判斷信號(hào)是0-3量化級(jí)別還是4-7量化級(jí)別，權(quán)重為1024 464=1280，由于1270 1280，D6=0指示信號(hào)是8項(xiàng)的0-3的量化級(jí)別。確定D7，指示信號(hào)是級(jí)別0-1還是級(jí)別2-3，權(quán)重是1024 264=1152，12701152，因此D7=1，指示信號(hào)在第8段的2-3量化值中。確定D8，信號(hào)是否在級(jí)別2或級(jí)別