现代通信原理5-脉冲编码调制资料课件

1、12022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料现代(xindi)通信原理第五章 脉冲(michng)编码调制第一页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料2单元单元(dnyun)概述概述 抽样是将模拟信号在时间上进行量化。低通信号的最低抽样频率是其最高频率分量的两倍，而带通信号则并不一定需要遵循这一规则。 脉冲编码(bin m)调制是将时间上已量化的抽样序列，在幅度上再进行一次量化，然后用二元数字码组表示幅度量化后的离散值。幅度量化过程中产生的误差，称为量化误差。对于非均匀分布的信号，为减少量化误差，必须采用非均匀量化。语音信号近似为负指数分布，因而对数量化是

2、最佳选择。对数量化特性可以看成是对数压缩特性与均匀量化的级联。作为国际标准，采用13折线A律对数压缩特性和15折线律对数压缩特性，并用折叠二进制码组来表示量化幅度。第二页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料3单元学习单元学习(xux)提纲提纲 （1）低通抽样定理及其时域、频域表示； （2）带通抽样定理及其定性解释； （3）理想抽样、自然抽样和平(hpng)顶抽样在时域和频域上的区别； （4）孔径失真及其解决办法； （5）标量量化基本概念：量化电平、分层电平、量化间隔、量化特性、量化误差；第三页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料4

3、 （6）均匀量化时量化信噪比的推导和计算公式，量化信噪比与编码位数的关系； （7）最佳量化、非均匀量化、对数量化； （8）A律对数压缩特性及其13折线近似； （9）折叠二进制组码原理及其抗误码能力； （10）A律脉冲编码调制(tiozh)的编码规律，要求在已知输入电平时，计算出码组。第四页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料5第五章 脉冲编码调制 脉冲调制时间上离散的脉冲序列作为载波. 主要参数幅度、宽度和位置。 脉冲模拟调制：用模拟基带信号控制脉冲序列的参数变化传送信号样本(yngbn)值。 脉冲数字调制：用脉冲码组表示调制信号采样值。第五页，共一百二十三页。

4、2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料6第六页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料75.1 PCM 5.1 PCM 的基本原理 脉码调制将模拟调制信号的采样值变换为脉冲码组。PCM编码包括如下三个过程。将模拟信号转换为时间离散的样本脉冲序列。将离散时间连续(linx)幅度的抽样信号转换成为离散时间离散幅度的数字信号。用一定位数的脉冲码组表示量化采样值。第七页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料8第八页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料9 第九页，共一百二十三页。2022-4-19现代通

5、信原理5-脉冲编码调制资料10接收机中恢复信源信息的过程。脉冲(michng)码组的每个脉冲(michng)。：码组中包含的码元个数。信号与量化噪声的功率 比,误码率其中(qzhng)Tb为码元间隔。第十页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料11 在一定条件下，一个连续时间信号完全可以(ky)用该信号在等时间间隔点上的样本值来表示，并且可以(ky)用这些样本值把该信号全部恢复出来。5.2.1 低通抽样(chu yn)定理 一个带限在（0，fH）内的连续信号x(t)，若抽样频率fs 大于等于2fH，则可用抽样序列x(nTs)无失真地重建恢复原始信号x(t).若抽样

6、频率fs2fH，则会产生失真，称为。第十一页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料12 证明:抽样脉冲序列为一个周期性冲激函数T(t)。 设x(t)为低通信号，抽样脉冲序列是一个周期性冲激函数(t)。抽样过程(guchng)是x(t)与(t)相乘的过程。第十二页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料13第十三页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料14第十四页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料15混叠现象(xinxing)：第十五页，共一百二十三页。2022-4-19现代

7、通信原理5-脉冲编码调制资料165.2.2.内插公式: 接收机将采样信号恢复(huf)成模拟信号的过程，是通过如下低通滤波来实现的：抽样(chu yn)信号经LPF后， Xso()=Xs()H()第十六页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料17第十七页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料18第十八页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料19用核函数表示(biosh)重建信号第十九页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料20三.带通抽样(chu yn)定理 实际信号许多是带

8、通信号,其中心频率很高，用定理来选择抽样,得到的抽样频率太高,传输(chun sh)所需的频带太宽,没有必要,应选择。第二十页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料21：设带通信号的上截止频率为fH，下截止频率为fL，则带宽(di kun)B=fH-fL，此时fs应满足：第二十一页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料22计算带通抽样(chu yn)频率:1.计算信号带宽(fH-fL)2.计算fH/(fH-fL)，求出小于它的最大整数N。3.计算M= fH/(fH-fL)-N.4.计算fS=2 (fH-fL)(1+M/N).第二十二页

9、，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料23由上面(shng min)的公式，如图所示，根据带通抽样定理，抽样频率在2B到4B之间变动。第二十三页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料24 怎样来理解带通抽样定理的正确性？可以用以下来理解：1、当fH=NB(其中N为正整数,B为f(t)的带宽） 根据低通抽样定理，必须(bx)用2NB来来抽样，但根据带通抽样定理，用2B抽样也能保证抽样不混叠。 如图，当N=3时，用2B抽样。第二十四页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料25第二十五页，共一百二十三页。202

10、2-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料26 上图中,采样造成(zo chn)的频谱不会发生混叠,可以在接收端通过低通滤波器恢复信源频谱。第二十六页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料272. 若fH=NB+MB，其中(qzhng)0M1，则fH不再是B的整数倍,如果仍以2B采样,图中明显可以看到混叠现象。第二十七页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料28第二十八页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料29第二十九页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料30 因为FH

11、/B=M+N，（见公式(gngsh)定义）FH= (NB+MB)若要使频谱分量无混叠，则必须使 Nfs=2(NB+MB)所以 fs=2B (1+M/N)第三十页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料315.3 5.3 实际(shj)抽样xs(t)=x(t)T(t)用有限持续时间的脉冲（脉宽为）。时间内脉冲幅度不变。内脉冲幅度随信号幅度而变化。第三十一页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料32 抽样(chu yn)定理中要求抽样(chu yn)脉冲序列是理想冲激序列T(t)，称为。但实际上， 1、理想抽样具有无限频宽，无法传送。 2、

12、抽样脉冲不可能无限窄。 电路抽样脉冲一般具有一定的抽样时间，在脉宽期间幅度不变的称为；随信号幅度变化的称为。第三十二页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料33 用周期为Ts，脉宽为的周期性脉冲p(t)代替T(t)，抽样过程(guchng)是一个相乘过程(guchng)。C(t)为抽样脉冲序列。第三十三页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料34傅氏级数(j sh)第三十四页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料35第三十五页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料36 (1)

13、Xs()分别在ks 处有分布，幅度按规律变化，随k增大而衰减。自然抽样xs(t)的频谱为有限，实际集中在主瓣中。可以用一个带通信道来传送。 (2) xs(t)的频谱包含有x(t)的全部信息。 (3)若满足s2H，同样可用LPF 不失真地从Xs()恢复出X()。 (4)Xs()主要能量集中在抽样函数的第一个零点(ln din)之内=2/。若取第一个零点作为其近似传输带宽，则B=1/。第三十六页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料37二.平顶(pn dn)抽样1、平顶抽样脉冲(michng)顶部不随信号幅度变化。2、平顶抽样采用抽样保持电路实现。3、平顶抽样的过程可

14、以等效成以下两步：第三十七页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料38信号与冲激(chn j)相乘，输出为 通过(tnggu)冲激响应为h(t)（矩形）的网络，输出为：第三十八页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料39抽样(chu yn)信号的频谱为第三十九页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料40 加权项Sa(/2)与频率(pnl)有关，使Xsf()频谱出现畸变，接收端使用频率响应为的滤波器进行(jnxng)频谱补偿。第四十页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料415

15、.4 5.4 标量(bioling)量化和矢量量化*1、标量量化 量化：将一个连续幅度值（无限(wxin)个数）转变成离散幅度值（有限个值）如图所示：Q（x)量化器采样值X量化值Y第四十一页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料42 量化器Q输出L个电平YK ( K=1,2,L), YK称为当输入(shr)信号幅度在XK与XK+1之间时，量化器输出电平为YK，XK，XK+1称为。K=XK+1-XK称为。第四十二页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料43如图所量化方式(fngsh)分为均匀型和非均匀型两种。一.：量化间隔是一个(y )

16、常数。 x(t)量化取值范围(-V ，+V)，量化间隔数为L，则量化间隔为：第四十三页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料44左图为中平(zhn pn)型，右图为中升型。第四十四页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料45二、：量化间隔随输入信号的幅度变化，一般对大信号选用较大(jio d)的量化间隔，小信号选用较小的量化间隔。 下图为中平型，上图为中升型。第四十五页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料46三、与之差，反映 了信号的损失(snsh)情况。：量化误差的均方值。第四十六页，共一百二十三页。

17、2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料47若把积分区域分隔(fng)成L个量化间隔，则上式写成： 上式中，信源的分布是已知的，Px(x)是已知的。量化误差与量化间隔的非隔有关(yugun)。 量化理论的目的就是研究如何使量化误差最小，使量化信噪比最大。第四十七页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料485.55.5最佳(zu ji)量化器 最佳量化器就是在给定(i dn)输入信号概率密度函数和量化电平数L的情况下,求出一组分层电平值XK和量化电平值YK.第四十八页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料49设第四十九页，共一

18、百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料50第五十页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料51设第五十一页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料52第五十二页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料53分两层时。 x1=- x2=0 x3= 第五十三页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料54由前面(qin mian)的公式，可推得最佳量化电平：第五十四页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料55量化噪声(zoshng)功率

19、分层为2的量化噪声功率等于信号(xnho)功率减去量化电平的平方。第五十五页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料56 当量化电平分层L1时，可以认为在一个分层之间信号(xnho)的概率密度函数近似为一个常数。 最佳量化电平为： 第五十六页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料57 以下计算分层电平很多时的量化噪声(zoshng)功率。设输入电平落入第K层量化间隔的概率PK第五十七页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料58q2第五十八页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料

20、59第五十九页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料60当K很小时(xiosh)， V表示量化器的，当信号(xnho)幅度超过最大量化电平，其噪声称为。第六十页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料61第六十一页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料625.6 5.6 均匀(jnyn)量化均匀量化:在整个(zhngg)量化范围(-V,V)内,量化间隔都相等. x(t)量化取值范围(fnwi)(-V ，+V)，量化间隔数为L，则量化间隔为：第六十二页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编

21、码调制资料63量化不过载噪声(zoshng)功率:信号(xnho)不过载时:第六十三页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料64信号不过(bgu)载时的噪声功率为: .第六十四页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料65量化信号(xnho)功率第六十五页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料66量化信噪比对于(duy)二进制编码第六十六页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料673. 实际(shj)信号的量化信噪比正弦(zhngxin)信号u(t)=Amsinmt第六十七页，

22、共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料68令归一化有效值为： 表示了和量化范围的比，一般是小于1的值。 用分贝数表示时，是一个负数(fsh)，称为。第六十八页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料69其中L分层数可以(ky)用n位二进值数表示 第六十九页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料70 采样(ci yn) 图像的A/D采样语言平均功率的变化范围达到30dB。每户电话和采样口距离造成的功率差2530dB。电话语音信号的总动态范围可达4050dB。假设信号动态范围为50dB，满足要25dB的量化信噪比

23、，25=4.77-50+6.02n，n=11.67第七十页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料71话音的每个样值需要12位二进值编码按采样(ci yn)频率为8K算数据率为96K（12*8k）。传输带宽要48K（96k/2）.第七十一页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料725.7 非均匀(jnyn)量化1、采用非均匀量化的理由均匀量化中 量化噪声功率与信号幅度无关(wgun)，只与量阶有关。 信号电平低，量化信噪比小。 如量化间距为0.1v，最大量化误差为0.05 当信号幅度为5v，误差为1% 当信号幅度为0.5v，误差就为10

24、%.第七十二页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料735.7 非均匀(jnyn)量化 如要满足小信号时的信噪比要求，必须增加分层数，增加每个样值的编码位数。（如语音(yyn)需要12位编码） 这就增加了每路信号传输率（96K），占用较宽的带宽（48K）资源。 为克服上述缺点，就需要设计一种量化方式，量阶随信号幅度的增加而增加。 使量化信噪比在任何输入信号幅度的情况下都是一个常数。第七十三页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料74有以下可以实现这一目的： A、发送端，将欲量化的信号进行预处理，信号的高电平部分进行压缩，信号的低电平部

25、分进行扩张。 B、处理后的信号进行量化编码，由于(yuy)信号的动态范围小了，可以用较少的编码来满足信噪比要求。 C、接收端恢复模拟信号后，对高电平进行扩张，低电平进行压缩，恢复原始信号。 第七十四页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料75第七十五页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料762、直接法 用不同的量阶对信号进行非均匀(jnyn)量化。非均匀(jnyn)量化-量阶V 随信号幅度的大小(dxio)变化而变化。第七十六页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料77第七十七页，共一百二十三页。202

26、2-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料78现在(xinzi)设计一个量化器，压缩曲线 Z=f(x)如图5-18所示X轴是输入信号，取K(x)，当X值大的时候，K(x)值也大。Z轴是输出信号，取Z Z= =2V/L第七十八页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料79当L1时，有量化噪声(zoshng)dxXkPxXVVQ)(121)(22式中K（X）是量化间隔(jin g)， PX（X）是信号的概率密度函数第七十九页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料80dxXzPxfXVVQ)(121222)(第八十页，共一百二十三页。202

27、2-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料815.8对数量化及其折线(zhxin)近似 对数(du sh)曲线能够满足非均匀量化中对大信号压缩、小信号扩张的要求。5.8.1理想对数量化设压缩曲线xBxfln1)(第八十一页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料82则：Bxxf1)(则噪声(zoshng)功率：第八十二页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料83信号(xnho)功率dxxpXSxV)(220可得量化信噪比：222222312VBLSBQ第八十三页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料84第

28、八十四页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料855.8.2 A律对数(du sh)压缩特性 归一化信号(x/V)，过载电压(diny)为1，A律对数压缩特性定义为：其中(qzhng)A为压缩系数，国际标准A=87.6第八十五页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料86 1.曲线(qxin)在小信号时(0 x1/A)，f(x)是一条直线，相当于均匀量化。 2.曲线在大信号时（1/A x1），f(x)是一条对数曲线，相当于对数非均匀量化。第八十六页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料87图中直线为均匀量化

29、的量化信噪比,三根折线分别表示A律6位7位8位的量化信噪比.在小信号(xnho)段，有24dB的好处.第八十七页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料88(3)律对数(du sh)压缩特性第八十八页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料89第八十九页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料905.8.4 对数压缩特性的折线(zhxin)近似 理想的A律和律压缩特性不易实现。 用多条折线(zhxin)来近似对数特性。 A律采用13折线。 律采用15折线。第九十页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理

30、5-脉冲编码调制资料91 图中只有正幅度部分，共7折线，负幅度部分也有7折线。但正负部分第一段折线斜率相等(xingdng)，为同一折线，共13折线。第九十一页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料92： x轴：输入信号归一化后，范围(fnwi)按1/2递减规律分为8段。 Z轴：输出信号归一化后，均匀地分为8 段。第九十二页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料93第九十三页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料94X 、Z轴上8 段的每一段再均匀分为16 个量化间隔。第九十四页，共一百二十三页。2022

31、-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料95 第九十五页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料96如图所示： 采用折线近似方式后，加入正弦信号，信噪比的曲线(qxin)会出现起伏现象，这是因为在每段折线起始部分，量化间隔成倍增加，量化噪声功率增加很快，而信号功率并没有很快增加，造成量化信噪比有所下降。 共有6个起伏，7个峰值。第九十六页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料975.9 PCM5.9 PCM编码(bin m)原理编码:把量化后的信号(xnho)电平值转换成二进制 编码的过程.常用三种:自然二进制码组NBC; 折叠二进制

32、码组FBC; 格雷二进制码组RBC;PCM通信中采用折叠码.第九十七页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料985.9 PCM5.9 PCM编码(bin m)原理一.常用二进制码型 自然二进制码(Natural Binary Code,NBC):码字与电平(din pn)值的对应关系简单。一般的十进制正整数的二进制表示。第九十八页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料995.9 PCM5.9 PCM编码(bin m)原理 反射(fnsh)二进制码(Reflected Binary Code,RBC):/格雷码 任何相邻的电平的码组，只

33、有一位码位发生变化。第九十九页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料100折叠(zhdi)二进制码(Folded Binary Code,FBC): 除去左边第一位，其余部分从电平序号中部(zhn b)呈上下对称（折叠关系） 左边第一位是符号位。 （1表示正；0表示负）第一百页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料101三种(sn zhn)二进制码第一百零一页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料1025.9.1折叠(zhdi)二进制编码 相当于计算机中的符号幅度码，左边第一位是符号位（1表示正，0表示负

34、），第二位以后表示幅度。 其它各位相对于零电平，故称为折叠码。第一百零二页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料103为何PCM选用折叠码（FBC）（定性分析） 对于语音(yyn)信号来说，小信号出现的概率最大； 而对于任意编码，左边第一位(高位)误码造成的误差功率最大。 NBC码在小信号情况，如果0111误为1111，则误码功率大。 而FBC码，如果0000误为1000，同样的小信号情况，则误码功率相对较小。第一百零三页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料104 通信信号数字化过程中中,误差来源于两部分: 1.量化误差eq 2.误

35、码误差et总噪声功率第一百零四页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料105量化噪声误码噪声(zoshng)iijjLiLjittppyyEe21122)( yi,yj第i,j级量化电平； pij是将yi误为yj的概率(gil)； pi是yi的出现概率；L是量化电平总数。第一百零五页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料106 假设每个电平出现概率(gil)相等， pi=1/L n位编码中只有一位误码，则只可能出现n=log2L种量化电平差错,错误概率pij=Pe，有iejLiLjitppyy21log12)(2 第一百零六页，共一百

36、二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料107在自然码NBC中，第K位发生(fshng)误码，产生的误差值为.21k第一百零七页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料108222222.3112etqnPL总噪声(zoshng)功率：设输入信号服从(fcng)均匀分布，满载功率为：12)21()(2222LdxvxdxxpxSvvvv第一百零八页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料109信噪比为：enPLLSSNR) 1(41/222当)1(412Lpe时 误码造成信噪比下降(xijing)3dB.对于L=256

37、位的线性量化来说,此时的Pe为3.8*10-6第一百零九页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料110 下图为不同(b tn)编码规律时SNR与输入电平的关系,在相同误码的情况下,折叠码的信噪比明显高于自然码.第一百一十页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料111二. 编码器工作(gngzu)原理 用2n-1 个比较器将信号采样(ci yn)值同时与2n-1 个判别电平。V,2V, ,(2n-1)V进行比较，经过逻辑电路并行输出n位码组。信号采样(ci yn)值逐次与一组二进制电压进行比较，串行输出n位码组。 n级比较电路串联构成，

38、每级编一位码，可把量化采样值直接转换为折叠二进制码。第一百一十一页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料1121. 线性编码自然二进制码 本地解码器产生供比较用的二进制电压(diny)Vj ，保持电路使采样值在一个编码周期内不变Vs 。第一百一十二页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料113第一百一十三页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料1142. 非线性编码非均匀(jnyn)量化编码，以A87.6/13 折线为例。第一百一十四页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料115 5.9.3 CCITT标准的PCM A律的国际标准PCM编码 极性码M1: 段落码M2M3M4：表示量化采样值所在段落的序号。 电平码(段内码)M5M6M7M8：表示每一段落内的16个均匀量化级。 表5-3列出了最小量化单位为2，段内码为自然码的量化规则。第一百一十五页，共一百二十三页。2022-4-19现代通信原理5-脉冲编码调制资料116段落数段落码对应的起始电平段内量化级间隔10 0 00D1D20 0 116D1D30 1 032D2D40 1 164D4D51 0 0