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pcm譯碼器和解碼器系統設計通信原理課程(編輯修改稿)

2026-07-16 19:46 本頁面

　

【文章內容簡介】的比較 y 0 81 82 83 84 85 86 87 1 A律的 x值 0 1281 1 按 13折線法分段時的 x 0 1281 641 321 161 81 41 21 1 折線段落號 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 值是根據上式 )22(),12( ?? 時計算得到的，第三行的 x 值是 13 折線分段時的值。可見， 13 折線各段落的分界點與 A律曲線十分逼近，同時按 2 的冪次分割有利于數字化。 3) 編碼所謂編碼就是把量化后的信號變換成代碼，其相反的過程稱為譯碼。當然，這里的編碼和譯碼與差錯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為三類：逐次比較型、折疊級聯型、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、段內碼的順序排列。下面結合 13 折線的量化來加以說明。在 A 律 13 折線 PCM 編碼中，由于正，負各有 8 段，每段內有 16個量化級，共計 822561682 ???? 個量化級， 6 因此所需編碼位數 N= 位碼的安排如下：極性碼 1C 段落碼 432 CCC 段內碼 8765 CCCC 極性碼 1C 表示樣值的極性。規定正極性為“ 1”，負極性為“ 0”；段落碼 432 CCC 表示樣值所處的段落。 3位段落碼的 8種可能狀態對應 8個不同的段落，如表 21所列。段內碼 8765 CCCC 的 16 種可能狀態對應各段內的 16 個量化級，見表將根據樣值的幅度所在的段落和量化級，編出相應的幅度碼。表 13 段落碼表 14 段內碼量化級序號段落序號段落碼量化級序號段內碼 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，必須知道每個段落的起始電平和各段內的量化間隔。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，每個量化及間隔為 204811611281 ???? 式中 ? 表示最小的量化間隔，稱為一個量化單位，它僅有輸入信號歸一化值的1/，它的每個量化及間隔為 ????? 64321161)211( 即包含 64 個最小量化間隔。若以 ? 為單位，則各段的起始電平 iI 和各段內的量化間隔 iV? ，如表 15 所列。表 15 段落起始電平和段內量化間隔段落序號 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 ? 為量化間隔進行均勻量化，則 13 正極性的 8個段落所包含的均勻量化級數分別為 16， 16， 32， 64， 128， 256， 512， 1024，共計 1122048? 個量化級數或量化電平，需要進行 11 位（線性）編碼。而非均勻量化只有 128 個量化電平，只要編 7 位（非線性）碼。由此可見，在保證小信號量化間隔相同的條件下，非均勻量化的編碼位數少，所需傳輸系統帶寬減小。 PCM 編譯碼器的實現可以借鑒單片 PCM 編碼器集成芯片，如： TP3067A、CD22357 等。單芯片工作時只需給出外圍的時序電路即可實現，考慮到實現細節，仿真時將 PCM 編譯碼器分為編碼器和譯碼器模塊分別實現，在 13 折線法中，無論輸入信號是正是負，均按 8段折線（ 8個段落）進行編碼。若用 8位折疊二進制碼來表示輸入信號的抽樣量化值，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種可能狀態來分別代表8 個段落的起點電平。其它四位表示段內碼，它的 16 種可能狀態來分別代表每一段落的 16個均勻劃分的量化級。這樣處理的結果， 8 個段落被劃分成 27＝ 128個量化級。 4）譯碼 PCM 譯碼器是實現 PCM 編碼的逆系統。其中各模塊功能如下： D/A 轉換器：用來實現與 A/D 轉換相反的過程，實現數字量轉化為模擬量，從而達到譯碼最基本的要求，也就是最起碼的步驟。瞬時擴張器：實現與瞬時壓縮器相反的功能，由于采用 A 律壓縮，擴張也必須采用 A律瞬時擴張器。低通濾波器：由于采樣脈沖不可能是理想沖激函數會引入孔徑失真，量化時也會帶來量化噪聲，及信號再生時引入的定時抖動失真，需要對再生信號進行幅度及相位的補償，同時濾除高頻分量，在這里

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