pcm译码器和解码器系统设计通信原理课程(编辑修改稿)

pcm译码器和解码器系统设计通信原理课程(编辑修改稿)内容摘要：

的比较 y 0 81 82 83 84 85 86 87 1 A律的 x值 0 1281 1 按 13折线法 分段时的 x 0 1281 641 321 161 81 41 21 1 折线段落号 1 2 3 4 5 6 7 8 折线斜率 16 16 8 4 2 1 21 41 表 12 中第二行的 x 值是根据上式 )22(),12(  时计算得到的，第三行的 x 值是 13 折线分段时的值。 可见， 13 折线各段落的分界点与 A律曲线十分逼近，同时 按 2 的幂次分割有利于数字化。 3) 编码 所谓编码就是把量化后的信号变换成代码，其相反的过程称为译码。 当然，这里的编码和译码与差错控制编码和译码是完全不同的，前者是属于信源编码的范畴。 在现有的编码方法中，若按编码的速度来分，大致可分为两大类：低速编码和高速编码。 通信中一般 都采用第二类。 编码器的种类大体上可以归结为三类：逐次比较型、折叠级联型、混合型。 在逐次比较型编码方式中，无论采用几位码，一般均按极性码、段落码、段内码的顺序排列。 下面结合 13 折线的量化来加以说明。 在 A 律 13 折线 PCM 编码中，由于正，负各有 8 段，每段内有 16个量化级，共计 822561682  个量化级， 6 因此所需编码位数 N= 位码的安排如下： 极性码 1C 段落码 432 CCC 段内码 8765 CCCC 极性码 1C 表示样值的极性。 规定正极性为“ 1”，负极性为“ 0”； 段落码 432 CCC 表示样值所处的段落。 3位段落码的 8种可能状态对应 8个不同的段落，如 表 21所列。 段内码 8765 CCCC 的 16 种可能状态对应各段内的 16 个量化级，见表 将根据样值的幅度所在的段落和量化级，编出相应的幅度码。 表 13 段落码 表 14 段内码 量化级序号 段落序号 段落码 量化级序号 段内码 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 为了确定样值的幅度所在的段落和量化级，必须知道每个段落的起始电平和各段内的量化间隔。 在 A 律 13 折线中，由于各段的长度不等，因此各段内的量化间隔也是不同的。 第一段，第二段最短，只有归一化值的 1/128，再将它等分 16级，每个量化及间隔为 204811611281  式中  表示最小的量化间隔，称为一个量化单位，它仅有输入信号归一 化值的1/，它的每个量化及间隔为  64321161)211( 即包含 64 个最小量化间隔。 若以  为单位，则各段的起始电平 iI 和各段内的量化间隔 iV ，如表 15 所列。 表 15 段落起始电平和段内量化间隔 段落序号 8~1i 段落码 432 CCC 段落范围 （量化单位） 段落起始电平 （量化单位） 段内量化间隔 （量化单位） 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 以上是非均匀量化的情况。 若以  为量化间隔进行均匀量化，则 13 正极性的 8个段落所包含的均匀量化级数分别为 16， 16， 32， 64， 128， 256， 512， 1024， 共计 1122048 个量化级数或量化电平，需要进行 11 位（线性）编码。 而非均匀量化只有 128 个量化电平，只要编 7 位（非线性）码。 由此可见，在保证小信号量化间隔相同的条件下， 非均匀量化的编码位数少，所需传输系统带宽减小。 PCM 编译码器的实现可以借鉴单片 PCM 编码器集成芯片，如： TP3067A、CD22357 等。 单芯片工作时只需给出外围的时序电路即可实现，考虑到实现细节，仿真时将 PCM 编译码器分为编码器和译码器模块分别实现， 在 13 折线法中，无论输入信号是正是负，均按 8段折线（ 8个段落）进行编码。 若用 8位折叠二进制码来表示输入信号的抽样量化值，其中用第一位表示量化值的极性，其余七位（第二位至第八位）则表示抽样量化值的绝对大小。 具体的做法是：用第二至第四位表示段落码，它的 8种可能 状态来分别代表8 个段落的起点电平。 其它四位表示段内码，它的 16 种可能状态来分别代表每一段落的 16个均匀划分的量化级。 这样处理的结果， 8 个段落被划分成 27＝ 128个量化级。 4）译码 PCM 译码器是实现 PCM 编码的逆系统。 其中各模块功能如下： D/A 转换器：用来实现与 A/D 转换相反的过程，实现数字量转化为模拟量，从而达到译码最基本的要求，也就是最起码的步骤。 瞬时扩张器：实现与瞬时压缩器相反的功能，由于采用 A 律压缩，扩张也必须采用 A律瞬时扩张器。 低通滤波器：由于采样脉冲不可能是理想冲 激函数会引入孔径失真，量化时也会带来量化噪声，及信号再生时引入的定时抖动失真，需要对再生信号进行幅度及相位的补偿，同时滤除高频分量，在这里。