PCM系统设计

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中北大学2013届毕业论文说明书

(2-5)

图中的各线段的斜率如表中的第四行所示,各线段的斜率都相差2倍,图中只画出了第一象限的压缩特性,第三象限的压缩特性的形状与第一象限的压缩特性的形状相同,且它们以原点为奇对称,所以负方向也有八段直线,总共有16个线段,但由于正向第一段和负向第一段的斜率相同,所以这两段实际上为一条直线,因此,正、负双向的折线总共由15条直线段构成,这就是15折线的由来。

在15折线中,原点两侧的一段折线的斜率为

而在13折线中,原点两侧的一段折线的斜率为16,由此可见,15折线

律中小

信号的量化信噪比比13折线A律大近一倍,但对于大信号来说,律不如A律。 表2.1:15折线参数表

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A压缩律的压缩特性为

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其中,A压缩系数

归一化的压缩器输出电压

归一化的压缩器输入电压

下图给出A为某一取值的归一化压缩特性。A律压缩特性是以原点奇对称的,为了简便,图中只给出了正半轴部分。

图2.6 A律对数压缩特性

实际中,A压缩律通常采用13折线来近似,13折线法如图所示,图中先把轴的[0,1]区间分为8个不均匀段。

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图2.7 13折线示意图

其具体分法如下:

将区间[0,1]一分为二,其中点为1/2,取区间[1/2,1]作为第八段;

将剩下的区间[0,1/2]再一分为二,其中点为1/4,取区间[1/4,1/2]作为第七段; 将剩下的区间[0,1/4]再一分为二,其中点为1/8,取区间[1/8,1/4]作为第六段; 将剩下的区间[0,1/8]再一分为二,其中点为1/16,取区间[1/16,1/8]作为第五段; 将剩下的区间[0,1/16]再一分为二,其中点为1/32,取区间[1/32,1/16]作为第四段;

将剩下的区间[0,1/32]再一分为二,其中点为1/64,取区间[1/64,1/32]作为第三段;

将剩下的区间[0,1/64]再一分为二,其中点为1/128,取区间[1/128,1/64]作为第二段;

最后剩下的区间[0,1/128]作为第一段。 然后将

轴的[0,1]区间均匀地分成八段,从第一段到第八段分别为

[0,1/8],(1/8,2/8],(2/8,3/8],(3/8,4/8],(4/8,5/8],(5/8,6/8],(6/8,7/8],(7/8,1]。分别与轴的八段一一对应。 采用上述的方法就可以作出由八段直线构成的一条折线,该折线和A压缩律近似,图7-4-3中的八段线段的斜率分别为:

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表2.2 13折线各段落的斜率

段落 1 斜率 16 2 16 3 8 4 4 5 2 6 1 7 1/2 8 1/4 从表中可以看出,除一、二段外,其他各段折线的斜率都不相同。图中只画出了第一象限的压缩特性,第三象限的压缩特性的形状与第一象限的压缩特性的形状相同,且它们以原点为奇对称,所以负方向也有八段直线,总共有16个线段。但由于正向一、二两段和负向一、二两段的斜率相同,所以这四段实际上为一条直线,因此,正、负双向的折线总共由13条直线段构成,这就是13折线的由来。

2.1.3编码

所谓编码,就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。 抽样、量化后的信号还不是数字信号,需要把它转换成数字编码脉冲,这一过程称为编码。最简单的编码方式是二进制编码。具体说来,就是用n比特二进制码来表示已经量化了的样值,每个二进制数对应一个量化值,然后把它们排列,就可以得到由二值脉冲组成的数字信息流。常用的二进制码有自然二进制码、折叠二进制码和格雷码。

线性编码的码组中码位的权值是固定的,它不随输入信号的变化而变化。线性编码的实现方法有级联逐次比较型编码和逐次反馈型编码两种。

级联逐次比较型编码:级联逐次比较型编码的编码误差范围是 ,量化值取的是每个量化间隔内的端点值,由量化理论可知这时量化噪声要比取中间值时的大。但此时编码电路实现方便,并且这种较大的量化误差可在译码时得到补偿,使PCM系统中总的量化噪声平均功率达到最小。级联逐次比较型电路编码精度高、速度快,但电路复杂,各个编码电路的标准电压都不同,要求使用的比较器较多。

逐次反馈型编码:目前实用较多的是采用数字电路方式的反馈型编码器电路,整个编码器由抽样保持电路、极性判决、全波整流器、本地译码器和或门组成。逐次反馈型编码器的编码过程是将已编码字反馈到本地译码器,每到一个比较脉冲编出1位码,码字以串行方式输出。从编码速度来看,要比级联型编码器慢,但电路简单,精度高,适用于中速编码。

衡量编码器的优劣主要由三个指标衡量:编码精度、编码速度和编码电路复

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