通信原理—模拟信号的数字10讲

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1、实现编码的具体方法和电路很多，如有低速编码和高速编码、线性编码和非线性编码；逐次比较型、级联型和混合型编码器。这里只讨论目前常用的逐次比较型编码器原理。编码器的任务是根据输入的样值脉冲编出相应的8位二进制代码。除第一位极性码外，其他7位二进制代码是通过类似天平称重物的过程来逐次比较确定的。这种编码器就是PCM通信中常用的逐次比较型编码器。编码原理脉冲编码调制（PCM）逐次比较型编码的原理与天平称重物的方法相类似，样值脉冲信号相当被测物，标准电平相当天平的砝码。预先规定好的一些作为比较用的标准电

2、流(或电压)，称为权值电流，用符号IW表示。IW的个数与编码位数有关。当样值脉冲Is到来后，用逐步逼近的方法有规律地用各标准电流IW去和样值脉冲比较，每比较一次出一位码。当Is＞IW时，出“1”码，反之出“0”码，直到IW和抽样值Is逼近为止，完成对输入样值的非线性量化和编码。脉冲编码调制（PCM）逐次比较型编码器原理图脉冲编码调制（PCM）例6–3设输入信号抽样值Is=+1260Δ（Δ为一个量化单位，表示输入信号归一化值的1/2048），采用逐次比较型编码器,按A律13折线编成8位码C1C2C3

3、C4C5C6C7C8。解：编码过程如下：确定极性码C1：由于输入信号抽样值Is为正，故极性码C1=1。确定段落码C2C3C4：参表可知，段落码C2是用来表示输入信号抽样值Is处于13折线8个段落中的前四段还是后四段，故确定C2的标准电流应选为IW=128Δ脉冲编码调制（PCM）第一次比较结果为Is＞IW，故C2=1，说明Is处于后四段（5~8段）。C3是用来进一步确定Is处于5~6段还是7~8段，故确定C3的标准电流应选为IW=512Δ第二次比较结果为Is＞IW，故C3=1，说明

4、Is处于7~8段。同理，确定C4的标准电流应选为IW=1024Δ第三次比较结果为Is＞IW，所以C4=1，说明Is处于第8段。经过以上三次比较得段落码C2C3C4为“111”，Is处于第8段，起始电平为1024Δ。脉冲编码调制（PCM）确定段内码C5C6C7C8：段内码是在已知输入信号抽样值Is所处段落的基础上，进一步表示Is在该段落的哪一量化级（量化间隔）。参表可知，第8段的16个量化间隔均为Δ8=64Δ，故确定C5的标准电流应选为IW=段落起始电平+8×(量化间隔)=1024+8×6

5、4=1536Δ第四次比较结果为Is＜IW，故C5=0，由表可知Is处于前8级（0~7量化间隔）。同理，确定C6的标准电流为IW=1024+4×64=1280Δ脉冲编码调制（PCM）第五次比较结果为Is＜IW，故C6=0，表示Is处于前4级（0~4量化间隔）。确定C7的标准电流为IW=1024+2×64=1152Δ第六次比较结果为Is＞IW，故C7=1，表示Is处于2~3量化间隔。最后，确定C8的标准电流为IW=1024+3×64=1216Δ第七次比较结果为Is＞IW，故C8=1，表

6、示Is处于序号为3的量化间隔。脉冲编码调制（PCM）由以上过程可知，非均匀量化（压缩及均匀量化）和编码实际上是通过非线性编码一次实现的。经过以上七次比较，对于模拟抽样值+1260Δ，编出的PCM码组为11110011。它表示输入信号抽样值Is处于第8段序号为3的量化级，其量化电平为1216Δ，故量化误差等于44Δ。顺便指出，若使非线性码与线性码的码字电平相等，即可得出非线性码与线性码间的关系，如表所示。编码时，非线性码与线性码间的关系是7/11变换关系，如上例中除极性码外的7位非线性码111001

7、1，相对应的11位线性码为10011000000。脉冲编码调制（PCM）译码的作用是把收到的PCM信号还原成相应的PAM样值信号，即进行D/A变换。A律13折线译码器与逐次比较型编码器中的本地译码器基本相同，所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。串/并变换记忆电路的作用是将加进的串行PCM码变为并行码，并记忆下来，与编码器中译码电路的记忆作用基本相同。极性控制部分的作用是根据收到的极性码C1是“1”还是“0”来控制译码后PAM信号的极性，恢复原信号极性。译码原理脉冲

8、编码调制（PCM）译码器原理框图脉冲编码调制（PCM）7/12变换电路的作用是将7位非线性码转变为12位线性码。在编码器的本地译码器中采用7/11位码变换，使得量化误差有可能大于本段落量化间隔的一半。译码器中采用7/12变换电路，是为了增加了一个Δi/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Δi/2，从而改善量化信噪比。7/12变换关系见表6-8。两种码之间转换原则是两个码组在各自的意义上所代表的权值必须相等。寄存读出电路是将输入的串行码在存储器中寄存