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PCM通信设备基本原理
01 均匀量化
0 1Ts 2Ts 3Ts 4Ts 5Ts 6Ts 7Ts 8Ts 9Ts 10Ts
抽样 0.2 0.4 1.8 2.8 3.6 5.1 6.0 5.7 3.9 2.0 1.2
量化 0.0 0.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 6.0 4.0 2.0 1.0
数码率
fb=1/0.488=2048 kb/s
03
PCM设备的组成
Basic Composition
PART THREE
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PCM通信设备原理
电力调度中心 2018年8月
目录
01.PCM基本原理 02.PCM基本帧结构 03.PCM设备的组成 04.PCM指示灯含义及常见故障处理
01
PCM基本原理
Fundamentals
PART ONE
01 PCM的概念
PCM:Pulse Code Modulation
所谓PCM，就是脉冲编码调制的简称，具体是把一个时间连 续，取值连续的模拟信号变换成时间离散，取值离散的数字 信号后在信道中传输。
总之，信令实际上就是一种用于控制的信号。
02 共路信令与随路信令
共路信令：把与许多路有关的信令信息，以及诸如网路管理所需的其 它信息，借助于地址码在单一信令信道上传输的方式称为共路信令。
随路信令：在话路内或在固定附属于该话路的信令信道内，传输该路 所需的各种信令的方式称为随路信令。
pcm聚焦原理
pcm聚焦原理PCM（Pulse Code Modulation）是一种用于模拟信号数字化的方法。
它的聚焦原理是通过对模拟信号进行采样、量化和编码，将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，从而实现信号的传输和处理。
PCM的聚焦原理涉及到信号的采样过程。
采样是指按照一定的时间间隔对模拟信号进行取样，获取离散的样本值。
采样的频率越高，样本值的数量越多，可以更精确地还原原始模拟信号。
常用的采样频率有8kHz、16kHz、44.1kHz等。
PCM的聚焦原理还包括信号的量化过程。
量化是指将采样得到的连续样本值映射到离散的量化级别上，以便用有限的位数来表示。
量化级别的数量决定了数字信号的精度和动态范围。
常见的量化级别有8位、16位、24位等。
PCM的聚焦原理还涉及信号的编码过程。
编码是指将量化得到的离散样本值表示为二进制码字，以便进行传输和处理。
编码方式常用的有直接二进制编码（BPCM）、自然二进制编码（NBPCM）和格雷码编码（GPCM）等。
总结起来，PCM的聚焦原理是通过采样、量化和编码将模拟信号转换为数字信号。
采样将连续的模拟信号转换为离散的样本值，量化将样本值映射到离散的量化级别上，编码将量化值表示为二进制码字。
这样，PCM可以实现模拟信号的准确传输和数字信号的高质量处理。
PCM的聚焦原理在实际应用中具有重要意义。
首先，PCM可以有效地抵抗传输过程中的噪声和失真，提高信号的抗干扰能力。
其次，PCM 具有较高的信号转换精度，可以准确地还原原始模拟信号，保证信号的质量。
此外，PCM的数字信号可以方便地进行存储、传输和处理，为后续的数字信号处理提供了便利。
除了PCM的聚焦原理，还有其他一些相关的技术和应用。
例如，Delta调制技术是一种基于差值的离散化方法，可以用于音频信号的压缩和传输。
脉冲编码调制（PCM）是一种将模拟信号转换为数字信号的编码方法，广泛应用于通信领域。
此外，还有自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）、多通道脉冲编码调制（MPCM）等技术，用于提高信号的传输效率和质量。
PCM编码原理范文
PCM编码原理范文PCM编码是一种用于将模拟信号转换为数字信号的技术，其中PCM代表脉冲编码调制（Pulse Code Modulation）。
PCM编码原理是通过对原始模拟信号进行采样和量化，然后将量化后的样值转换为二进制数表示。
1. 采样（Sampling）：原始模拟信号是连续变化的，为了转换为数字信号，首先需要对信号进行采样，即按照一定时间间隔从模拟信号中选取一系列点来代表该信号。
采样频率的选择很重要，通常要满足奈奎斯特定理，即采样频率至少是原始信号最高频率的两倍。
2. 量化（Quantization）：采样得到的一系列样值是连续变化的，为了将其转换为离散的数字值，需要进行量化。
量化将每个样值映射到一个有限的离散级别集合中，表示信号的幅度。
通常，采用均匀量化，将样值映射到一个固定的离散级别间隔中。
3. 编码（Encoding）：经过量化后，得到一系列离散的样值。
接下来将这些样值转换为二进制数来表示。
基本的编码方式有两种：直接二进制编码（直接表示样值的大小）和差分编码（表示样值与前一个样值的差值）。
直接二进制编码比较简单直接，但会占用更多的比特数，而差分编码则可以降低编码的数据量。
4. 信号重建（Signal Reconstruction）：完成了编码后，数字信号可以通过重建过程恢复为模拟信号。
在信号重建过程中，采用的是在采样和量化过程中所使用的逆操作。
首先，使用插值法将量化后的样值恢复为连续的样值序列，然后使用低通滤波器来滤除高频成分，使得恢复的信号接近原始模拟信号。
1.实现简单：PCM编码过程简单明了，易于实现，需要的硬件和软件资源相对较少。
2.误差控制：采样和量化过程中的误差可以通过选择适当的采样频率和量化级数来控制，从而可以在一定程度上保持较高的信号质量。
3.容错性好：PCM信号具有较好的容错性，即使在传输过程中发生一定的误码，也可以通过纠错码等技术进行恢复。
然而，PCM编码也存在一些局限性：1.数据冗余：由于PCM编码将模拟信号转换为数字信号，可能会导致数据量较大，对存储和传输资源要求较高。
PCM基本工作原理
PCM基本工作原理脉冲调制就是把一个时间连续,取值连续的模拟信号变换成时间离散,取值离散的数字信号后在信道中传输.脉冲编码调制就是对模拟信号先抽样,再对样值幅度量化,编码的过程.所谓抽样,就是对模拟信号进行周期性扫描,把时间上连续的信号变成时间上离散的信号.该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息,也就是说能无失真的恢复原模拟信号.它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的.在该实验中,抽样速率采用8Kbit/s.所谓量化,就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散,即用一组规定的电平,把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示.一个模拟信号经过抽样量化后,得到已量化的脉冲幅度调制信号,它仅为有限个数值.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.然而,实际上量化是在编码过程中同时完成的,故编码过程也称为模/数变换,可记作A/D.PCM的原理如图5-1所示.话音信号先经防混叠低通滤波器,进行脉冲抽样,变成8KHz重复频率的抽样信号(即离散的脉冲调幅PAM信号),然后将幅度连续的PAM信号用"四舍五入"办法量化为有限个幅度取值的信号,再经编码后转换成二进制码.对于电话,CCITT规定抽样率为8KHz,每抽样值编8位码,即共有28=256个量化值,因而每话路PCM编码后的标准数码率是64kb/s.为解决均匀量化时小信号量化误差大,音质差的问题,在实际中采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法,即量化特性在小信号时分层密,量化间隔小,而在大信号时分层疏,量化间隔大.在实际中广泛使用的是两种对数形式的压缩特性:A律和律.A律PCM 用于欧洲和我国,律用于北美和日本.#include"stdio.h"#include"iomanip.h"#include"math.h"#include"time.h"#include"fstream.h"#include"iostream.h"int code1[9];int code2[8];int s[8];void main(){void dlm(int n);void dnm(int x,int m,int n);int ipre(int x,int y[8]);void jiema1();void jiema2();long int c,temp;int x;time_t Nowtime;Nowtime=time(0);for(int j=0;j<5;j++){for(int i=0;i<8;i++){temp=cos(Nowtime+i/10.0)*128*16;if(temp>0)code1[0]=1;else {code1[0]=0;temp=fabs(temp);}if(temp>=0 && temp<16) {dlm(0);dnm(temp,0,1);}if(temp>=16 && temp<32){dlm(1);dnm(temp,16,1);}if(temp>=32 && temp<64){dlm(2);dnm(temp,32,2);}if(temp>=64 && temp<128){dlm(3);dnm(temp,64,4);}if(temp>=128 && temp<256){dlm(4);dnm(temp,128,8);}if(temp>=256 && temp<512){dlm(5);dnm(temp,256,16);}if(temp>=512 && temp<1024){dlm(6);dnm(temp,512,32);}if(temp>=1024 && temp<2048){dlm(7);dnm(temp,1024,64);}for(int j=0;j<8;j++){printf("%d",code1[j]);}printf("\n");ofstreamfout("bianma.txt",ios::app); //写出编码到bianma.txtfor(j=0;j<8;j++){fout<<code1[j];}fout<<endl;ofstreamfout1("out.txt",ios::app); //写出完整编码结果到out.txtfout1<<"系统时间:"<<Nowtime<<"量化值:"<<setw(10)<<cos(Nowtime+i/8.0)*128*16<<"编码:";for(j=0;j<8;j++){fout1<<code1[j];}fout1<<endl;}Nowtime++;}printf("\n~*~*~*~*~*~*~*~*~*~*~*~*~*~*~*~*~*~*~*~*~*~*~ *~*~\n\n");printf("从键盘输入编码请按： 1\n从文件读取编码请按：2\n");scanf("%d",&x);if(x==1)jiema2();elsejiema1();printf("\n----此程序1秒钟取10份,若想取8000份可自行更改----\n\n");}void dlm(int n) //段落码{switch(n){case 0:code1[1]=0;code1[2]=0;code1[3]=0;break;case 1:code1[1]=0;code1[2]=0;code1[3]=1;break;case 2:code1[1]=0;code1[2]=1;code1[3]=0;break;case 3:code1[1]=0;code1[2]=1;code1[3]=1;break;case 4:code1[1]=1;code1[2]=0;code1[3]=0;break;case 5:code1[1]=1;code1[2]=0;code1[3]=1;break;case 6:code1[1]=1;code1[2]=1;code1[3]=0;break;case 7:code1[1]=1;code1[2]=1;code1[3]=1;break; default:break;}}void dnm(int x,int m,int n) //段内码{int l=(x-m)/n;switch(l){case0:code1[4]=0;code1[5]=0;code1[6]=0;code1[7]=0;break; case1:code1[4]=0;code1[5]=0;code1[6]=0;code1[7]=1;break;case2:code1[4]=0;code1[5]=0;code1[6]=1;code1[7]=0;break; case3:code1[4]=0;code1[5]=0;code1[6]=1;code1[7]=1;break;case4:code1[4]=0;code1[5]=1;code1[6]=0;code1[7]=0;break; case5:code1[4]=0;code1[5]=1;code1[6]=0;code1[7]=1;break;case6:code1[4]=0;code1[5]=1;code1[6]=1;code1[7]=0;break; case7:code1[4]=0;code1[5]=1;code1[6]=1;code1[7]=1;break;case8:code1[4]=1;code1[5]=0;code1[6]=0;code1[7]=0;break; case9:code1[4]=1;code1[5]=0;code1[6]=0;code1[7]=1;break;case10:code1[4]=1;code1[5]=0;code1[6]=1;code1[7]=0;break; case11:code1[4]=1;code1[5]=0;code1[6]=1;code1[7]=1;break;case12:code1[4]=1;code1[5]=1;code1[6]=0;code1[7]=0;break; case13:code1[4]=1;code1[5]=1;code1[6]=0;code1[7]=1;break;case14:code1[4]=1;code1[5]=1;code1[6]=1;code1[7]=0;break; case15:code1[4]=1;code1[5]=1;code1[6]=1;code1[7]=1;break;default:break;}}int jdlm(int x,int y[8]) //解段落码{int a;switch(x){case 0:a=0;y[0]=1;break;case 1:a=16;y[1]=1;break;case 2:a=32;y[2]=2;break;case 3:a=64;y[3]=4;break;case 4:a=128;y[4]=8;break;case 5:a=256;y[5]=16;break;case 6:a=512;y[6]=32;break;case 7:a=1024;y[7]=64;break;default:break;}//printf("起点：%d\n间隔：%d\n",a,y[x]);return (a);}void jiema1() //解码1: 从文件读取编码并解码{int i,c,m;float t,n;int a,b;ifstream infile;infile.open("bianma.txt");infile>>a;infile.close();for(i=0;i<8;i++){code2[i]=a%10;a=a/10;}c=code2[4]+code2[5]*2+code2[6]*4;m=jdlm(c,s); //调用解段落码子函数n=code2[0]+code2[1]*2+code2[2]*4+code2[3]*8+0.5;t=m+n*s[c];if(code2[7]==0)t=-t;printf("编码为:");for(int j=7;j>=0;j--)printf("%d",code2[j]);printf("\n原码为: %f\n",t);}void jiema2() //解码2：从键盘获取编码并解码{int i,c,m;float t,n;int a,b;printf("请输入8位编码(例如:10101010)：");scanf("%d",&a);for(i=0;i<8;i++){code2[i]=a%10;a=a/10;}c=code2[4]+code2[5]*2+code2[6]*4;m=jdlm(c,s); //调用解段落码子函数n=code2[0]+code2[1]*2+code2[2]*4+code2[3]*8+0.5; t=m+n*s[c];if(code2[7]==0)t=-t;printf("编码为:");for(int j=7;j>=0;j--)printf("%d",code2[j]);printf("\n原码为: %f\n",t);}。
PCM编码与解码技术
PCM编码与解码技术PCM（Pulse Code Modulation）编码与解码技术是一种数字信号处理技术，主要用于音频信号的传输与处理。
本文将详细介绍PCM编码与解码技术的原理、应用及其在音频领域的重要性。
一、PCM编码原理PCM编码是将连续时间模拟信号转换为离散时间数字信号的一种方法。
它通过对模拟信号进行采样和量化，将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，然后再通过编码将数字信号转换为二进制数据。
1. 采样：采样是将模拟信号按照一定时间间隔进行测量和记录，获得一系列离散的采样值。
采样的时间间隔应足够小，以保证样点之间的信号变化不会丢失。
2. 量化：量化是指将采样得到的连续信号幅值值分成有限的几个级别，并用离散的数值来表示。
量化过程中需要确定量化级的数量，即每个样本可以取得的离散数值。
3. 编码：编码是将量化后的离散数值转化为二进制数据，以便传输和存储。
常用的编码方式有自然二进制编码、格雷码编码等。
二、PCM解码原理PCM解码是将经过编码和传输的数字信号重新恢复为模拟信号的过程。
解码过程与编码过程相反，主要包括解码、还原和重构三个步骤。
1. 解码：解码是将二进制数据转化为离散的数字信号，恢复出量化的幅值值。
2. 还原：还原是将离散的数字信号转化为特定幅值的样本点，通过插值技术将样本点之间的信号变化补充完整。
3. 重构：重构是将还原后的离散信号通过低通滤波器进行滤波处理，去除高频噪声成分，最终得到还原的模拟信号。
三、PCM技术的应用PCM编码与解码技术在音频领域得到广泛应用，主要体现在以下几个方面：1. 音频传输：PCM技术可以将模拟音频信号转化为数字信号传输，通过数字信号传输可以提高音频的传输质量和抗干扰性能。
2. 数字音频存储：PCM技术可以将模拟音频信号转化为数字信号存储，通过数字信号存储可以提高音频的保真度和持久性。
3. 语音通信：PCM技术在电话语音通信领域得到广泛应用，通过将语音信号转化为数字信号进行传输，实现电话语音通信的数字化。
PCM(脉冲编码调制)介绍及PCM编码的原理 毕业论文---PCM量化13折线
PCM（脉冲编码调制）介绍及PCM编码的原理摘要在数字通信信道中传输的信号是数字信号，数字传输随着微电子技术和计算机技术的发展，其优越性日益明显，优点是抗干扰强、失真小、传输特性稳定、远距离中继噪声不积累、还可以有效编码、译码和保密编码来提高通信系统的有效性，可靠性和保密性。
另外，还可以存储，时间标度变换，复杂计算处理等。
而模拟信号数字化属信源编码范围，当然信源编码还包括并/串转换、加密和数据压缩。
这里重点讨论模拟信号数字化的基本方法——脉冲编码调制，而模拟信号数字化的过程（得到数字信号）一般分三步：抽样、量化和编码。
本文讲述了PCM（脉冲编码调制）的简单介绍，以及PCM编码的原理，并分别对PCM的各个过程，如基带抽样、带通抽样、13折线量化、PCM编码以及PCM 译码进行了详细的论述，并对各过程在MATLAB7.0上进行仿真，通过仿真结果，对语音信号的均匀量化以及非均匀量化进行比较，我们得出非均匀量化教均匀量化更加有优势。
关键词：脉冲编码调制抽样非均匀量化编码译码AbstractIn the digital communication channel signal is digital signal transmission, digital transmission with the microelectronics and computer technology, its advantages become increasingly evident, the advantage of strong anti-interference, distortion, transmission characteristics of stable, long-distance relay is not the accumulation of noise Can also be effective encoding, decoding and security codes to improve the effectiveness of communications systems, reliability and confidentiality.Digitized analog signal range of source coding is, of course, also include the source code and / serial conversion, encryption and data compression. This focus on the simulation of the basic methods of digital signals - pulse code modulation, while the analog signal the digital process (to get digital signals) generally three steps: sampling, quantization and coding.This paper describes the PCM (pulse code modulation) in a brief introduction, and the PCM coding theory, and were all on the PCM process, such as baseband sampling, bandpass sampling, 13 line quantization, PCM encoding and decoding PCM a detailed Are discussed and the process is simulated on MATLAB7.0, the simulation results, the uniformity of the speech signal quantification and comparison of non-uniform quantization, we have come to teach non-uniform quantization advantage of more than uniform quantizationKeywords：Pulse Code Modulation Sampling Non-uniform quantization Coding Decoding目录1 前言 (1)2 PCM原理 (2)2.1 引言 (2)2.2 抽样(Sampling) (3)2.2.1. 低通模拟信号的抽样定理 (3)2.2.2 抽样定理 (4)2.2.3. 带通模拟信号的抽样定理 (7)2.3 量化（Quantizing） (8)2.3.1 量化原理 (8)2.3.2均匀量化 (10)2.3.3 非均匀量化 (11)2.4 编码（Coding） (18)2.5 译码 (24)2.6 PCM处理过程的其他步骤 (26)2.7 PCM系统中噪声的影响 (27)3 算例分析 (29)3.1 无噪声干扰时PCM编码 (30)3.2 噪声干扰下的PCM编码 (36)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附录 (45)1 前言数字通信系统中信道中传输的是数字信号，数字传输随着微电子技术和计算机技术的发展，其优越性日益明显，优点是抗干扰强、失真小、传输特性稳定、远距离中继噪声不积累、还可以有效编码、译码和保密编码来提高通信系统的有效性，可靠性和保密性。
pcm原理
PCM原理什么是PCM？PCM是pulse code modulation的缩写。
翻译成中文是脉冲编码调制脉冲编码调制就是把一个时间连续，取值连续的模拟信号变换成时间离散，取值离散的数字信号后在信道中传输。
脉冲编码调制就是对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化，编码的过程。
抽样所谓抽样就是不断地以固定的时间间隔采集模拟信号当时的瞬时值。
图1―1是一个抽样概念示意图，假设一个模拟信号f(t)通过一个开关，则开关的输出与开关的状态有关，当开关处于闭合状态，开关的输出就是输入，即y(t)=f(t)，若开关处在断开位置，输出y(t)就为零。
可见，如果让开关受一个窄脉冲串（序列）的控制，则脉冲出现时开关闭合，则脉冲消失时开关断开，此输出y(t)就是一个幅值变化的脉冲串（序列），每个脉冲的幅值就是该脉冲出现时刻输入信号f(t)的瞬时值，因此，y(t)就是对f(t)抽样后的信号或称样值信号。
图1―1 抽样概念示意图图1―2是脉冲编码调制的过程示意图。
图1―2（a）是一个以Ts为时间间隔的窄脉冲序列p(t)，因为要用它进行抽样，所以称为抽样脉冲。
在图1―2（b）中，v(t)是待抽样的模拟电压信号，抽样后的离散信号k(t)的取值分别为k(0)=0.2，k(Ts)=0.4，k(2Ts)=1.8，k(3Ts)=2.8，k(4Ts)=3.6，k(5Ts)=5.1，k(6Ts)=6.0，k(7Ts)=5.7，k(8Ts)=3.9，k(9Ts)=2.0，k(10Ts)=1.2。
可见取值在0～6之间是随机的，也就是说可以有无穷个可能的取值。
在图1―2（c ）中，为了把无穷个可能取值变成有限个，对k(t)的取值进行量化（即四舍五入），得到m(t)。
则m(t)的取值变为m(0)=0.0，m(Ts)=0.0，m(2Ts)=2.0，m(3Ts)=3.0，m(4Ts)=4.0，m(5Ts)=5.0，m(6Ts)=6.0，m(7Ts)=6.0，m(8Ts)=4.0，m(9Ts)=2.0，m(10Ts)=1.0，总共只有0、1、2、3、4、5、6等七个可能的取值。
通信原理PCM
1 设计原理1.1 PCM系统基本原理PCM即脉冲编码调制，在通信系统中完成将语音信号数字化功能。
PCM调制的实现主要包括三个步骤完成：抽样、量化、编码。
分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。
为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种方式，分别为A律和μ律方式，此处采用了A律方式，由于A律压缩实现复杂，常使用 13 折线法编码,采用非均匀量化。
PCM通信系统示意图图1.1 时分复用PCM通信系统框图1.2 抽样、量化、编码下面介绍PCM编码中抽样、量化及编码的原理：（1）抽样所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。
该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。
它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。
（2）量化从数学上来看，量化就是把一个连续幅度值的无限数集合映射成一个离散幅度值的有限数集合。
模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。
由于均匀量化存在的主要缺点m t 是：无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值都固定不变。
因此，当信号()较小时，则信号量化噪声功率比也就很小，这样，对于弱信号时的量化信噪比就难以达到给定的要求。
通常，把满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为动态范围，可见，均匀量化时的信号动态范围将受到较大的限制。
为了克服这个缺点，实际中，往往采用非均匀量化。
非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。
对于信号取值小的区∆也小；反之，量化间隔就大。
它与均匀量化相比，有两个突间，其量化间隔v出的优点。
首先，当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度（实际中常常是这样）时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次，非均匀量化时，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。
因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪比。
非均匀量化的实际方法通常是将抽样值通过压缩再进行均匀量化。
PCM通信设备基本原理
在视频传输应用场景中，PCM通信设备可以实现视频信号的同步传输，支持多人视频 会议的开展。
06 PCM通信设备发展趋势 与挑战
PCM通信设备发展趋势
5G/6G通信技术融合
物联网与智能家居的普及
随着5G/6G通信技术的快速发展， PCM通信设备将进一步融合5G/6G技 术，提升数据传输速度和稳定性。
数据传输应用场景
数据传输
PCM通信设备在数据传输应用场景中，可以将各种数据信号进行数字化处理后进行传输，如文件传输 、网络数据传输等。
远程控制
利用PCM通信设备，可以实现远程控制功能，对远程设备进行操作和管理。
视频传输应用场景
视频监控
通过PCM通信设备，可以将视频信号进行数字化处理后进行传输，实现视频监控功能。
数据安全与隐私保护
随着数据传输量的增加，PCM通信设备需要加强数据安全和隐私 保护措施，确保数据传输的安全性和可靠性。
设备兼容性问题
不同品牌和型号的PCM通信设备可能存在兼容性问题，需要加强 设备间的互通性和标准化工作。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
误码率
译码过程中出现错误的概率，误码率 越低，译码质量越好。
03 PCM通信设备硬件结构
发送端硬件结构
模拟信号输入电路
将模拟信号转换为适合传输的 信号，通常包括放大、滤波和
调制等环节。
数字编码器
将模拟信号转换为数字信号， 以便于传输和处理。
信道编码器
对数字信号进行编码，增加信 号的抗干扰能力。
调制器
PCM通信系统组成
发送端
包括模拟信号输入、采样器、量 化和编码器等部分，用于将模拟 信号转换为数字信号。
PCM通信设备基本原理
PCM通信设备工作原理
采样：将模拟信号转换 为数字信号
量化：将采样得到的数 字信号转换为二进制信 号
编码：将二进制信号转 换为PCM信号
传输：将PCM信号通 过信道传输
解码：接收端将PCM 信号转换为二进制信号
恢复：将二进制信号转 换为模拟信号
PCM通信设备信号处理过 程
章节副标题
采样
采样定理：采样频率必 须大于模拟信号最高频
THEME TEMPLATE
感谢观看
随着5G技术的发展高清语音与视 频传输需求将得到更好的满足
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传统的PCM通信设备无法满足高 清语音与视频传输的需求
挑战：如何实现高清语音与视频 传输的低延迟、高稳定性和高可 靠性
低延迟与高可靠性要求
5G技术的发展对低延迟通信提出了更高的要求
物联网、工业自动化等领域对高可靠性通信的需求日益增长
滤波：接收端对重建后 的模拟信号进行滤波以
消除噪声和干扰
解码：接收端将二进制 信号转换为数字信号
量化
量化过程：将模拟信号转换为 数字信号
量化方法：采用/D转换器进行 量化
量化精度：取决于/D转换器的 分辨率
量化噪声：量化过程中产生的 噪声影响信号质量
编码
采样：将模 拟信号转换 为数字信号
量化：将采 样得到送器：将模拟信号 转换为数字信号
接收器：将数字信号 转换为模拟信号
编码器：将模拟信号 转换为数字信号
解码器：将数字信号 转换为模拟信号
调制器：将数字信号 转换为模拟信号
解调器：将模拟信号 转换为数字信号
传输介质：传输数字 信号的介质如光纤、
电缆等
pcm量化编码原理
PCM量化编码原理1. 概述脉冲编码调制 (Pulse Code Modulation, PCM) 是一种常用的数字信号编码技术，用于将模拟信号转换为数字信号。
PCM量化编码是PCM中的关键步骤之一，它将连续的模拟信号离散化，并将每个样本值映射到一个有限数量的离散级别上。
本文将详细解释PCM量化编码的基本原理。
2. PCM量化编码流程PCM量化编码包含以下主要步骤： - 采样：对模拟信号进行周期性采样，获取一系列离散时间点上的样本值。
- 量化：将每个样本值映射到一个有限数量的离散级别上。
- 编码：用二进制表示每个离散级别。
接下来，我们将详细解释每个步骤。
2.1 采样采样是将连续时间域上的模拟信号转换为离散时间域上的数字信号的过程。
在此过程中，模拟信号在固定时间间隔内被测量，并生成相应的采样值。
采样频率决定了每秒钟进行多少次采样，常用单位为赫兹（Hz）。
采样定理指出，为了保证采样后的数字信号能够准确地还原原始模拟信号，采样频率必须大于模拟信号中最高频率的两倍。
这是由于奈奎斯特-香农采样定理所决定的。
2.2 量化量化是将连续的模拟信号离散化的过程。
在量化过程中，每个采样值被映射到一个有限数量的离散级别上。
这些离散级别通常被称为量化级别或量化步长。
量化步长是指每个离散级别之间的幅度差。
较小的量化步长可以提供更高的精度和更好的信号还原能力，但会增加数据存储和传输的成本。
常见的量化方法有均匀量化和非均匀量化。
均匀量化将采样值范围均匀地划分为多个离散级别，而非均匀量化则根据信号幅度分布情况进行动态调整。
2.3 编码编码是将每个离散级别映射到相应二进制码字的过程。
编码后得到一系列二进制码字，表示了原始模拟信号的离散样本。
最常用的编码方式是自然二进制编码，其中每个离散级别被分配一个唯一的二进制码字。
例如，如果量化级别为8，则可以使用3位二进制码字来表示每个离散级别（000、001、010、011、100、101、110和111）。
PCM原理
PCM基本原理 基本原理
Y轴均分16*8，X轴不均分 1/2 Y轴左为负，右为正为极 性码 X轴非均分五段为段落码 Y轴每段均分16段为分层 码
TS1
极 段 性 落 码 码
分 层 码
A律十三折线示意图
PCM基本原理 基本原理
HDB3编码
HDB3编码规则如下： 当没有出现4个或4个以上连续0时,用交替极性的脉冲表示1,用无脉冲表示0 当出现连续4个或4个以上连续0时,对每个连续4个0的处理方法如下: 每4个连续0的第2,3,4个0改为001,连续4个0的第4个0改为1后的极性与它 前面相邻的1的极性相同(破坏极性交替规则)； 每4个连续0的第1个0的变化取决于它前面相邻的1的情况: － 如果它前面相邻的1的极性与前一个破坏点的极性相反或它本身不是破 坏点，则第一个0仍保持为0； － 如果它前面相邻的1的极性与前一个破坏点的极性相同或者它本身就是 破坏点，则第一个0改为1。 这一规则保证了相继的破坏点具有交替的极性,因而不会引入直流成分， 有利于在网络接口处实现无失真的传输。 HDB3在接收方的恢复规则比较简单，为： 如果两个相邻的极性相同的1之间为3个0，则将后一个1改为0； 如果两个相邻的极性相同的1之间为2个0，则将前后两个1均改为0。
每个帧时隙０ 每个帧时隙０的１至８位
1 2 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 3 0 A 0 A 0 A 0 A 0 A 0 A 0 A 0 A 4 1 SA4 1 SA4 1 SA4 1 SA4 1 SA4 1 SA4 1 SA4 1 SA4 5 1 SA5 1 SA5 1 SA5 1 SA5 1 SA5 1 SA5 1 SA5 1 SA5 6 0 SA6 0 SA6 0 SA6 0 SA6 0 SA6 0 SA6 0 SA6 0 SA6 7 1 SA7 1 SA7 1 SA7 1 SA7 1 SA7 1 SA7 1 SA7 1 SA7 8 1 SA8 1 SA8 1 SA8 1 SA8 1 SA8 1 SA8 1 SA8 1 SA8
PCM原理.dot
PCM原理.dotA/D转换通常用模拟信号（Analog signal）和数字信号（Digital signal）的英文头一个字母把模拟信号变成数字信号的过程简称为A/D转换，把数字信号变成模拟信号的过程简称为D/A转换。
首先要将模拟信号离散化，即对模拟信号按一定的时间间隔进行抽样；然后再将无限个可能的抽样值（不是指抽样点的个数，而是每个抽样点的可能取值）变成有限个可能取值，称之为量化；最后对量化后的抽样值用二进制（或多进制）码元进行编码，就可得到所需要的数字信号。
所谓编码就是用一组符号（码组）取代或表示另外一组符号（码组或数字）的过程。
这种将模拟信号经过抽样、量化、编码三个处理步骤变成数字信号的A/D转换方式称为脉冲编码调制(PCM，Pulse Code Modulation）。
抽样PCM过程可分为抽样、量化和编码等三步，第一步是对模拟信号进行信号抽样。
所谓抽样就是不断地以固定的时间间隔采集模拟信号当时的瞬时值。
图3―1是一个抽样概念示意图，假设一个模拟信号f(t)通过一个开关，则开关的输出与开关的状态有关，当开关处于闭合状态，开关的输出就是输入，即y(t)=f(t)，若开关处在断开位置，输出y(t)就为零。
可见，如果让开关受一个窄脉冲串（序列）的控制，则脉冲出现时开关闭合，则脉冲消失时开关断开，此输出y(t)就是一个幅值变化的脉冲串（序列），每个脉冲的幅值就是该脉冲出现时刻输入信号f(t)的瞬时值，因此，y(t)就是对f(t)抽样后的信号或称样值信号。
f (t)y (t)k (t)图3―1 抽样概念示意图图3―2是脉冲编码调制的过程示意图。
图3―2（a）是一个以Ts为时间间隔的窄脉冲序列p(t)，因为要用它进行抽样，所以称为抽样脉冲。
在图3―2（b）中，v(t)是待抽样的模拟电压信号，抽样后的离散信号k(t)的取值分别为k(0)=0.2，k(Ts)=0.4，k(2Ts)=1.8，k(3Ts)=2.8，k(4Ts)=3.6，k(5Ts)=5.1，k(6Ts)=6.0，k(7Ts)=5.7，k(8Ts)=3.9，k(9Ts)=2.0，k(10Ts)=1.2。
PCM通信设备基本原理
f(t) = 2.2
f(t) = 2.0
f(t) = 3.7
f(t) = 4.0
01 关于量化的几个概念
量化值（量化电平）：确定的量化后的取值。 量化级：量化值的个数。 量化间隔（量化台阶）：相邻两个量化值之差。 量化噪声（量化误差）：由于量化而引起的误差。
01 量化方式
两种量化方式：均匀量化与非均匀量化
1x
01 什么是编码
编码：用一些符号取代另一些符号的过程。常采用“二进制码”。
模拟信号数字化编码的任务：用二进制码组去表示量化后的十进制 量化值。
涉及问题：（1）如何确定二进制码组的位数。 （2）应该采用怎样的码型。
01 什么是编码
编码：用一些符号取代另一些符号的过程。常采用“二进制码”。
模拟信号数字化编码的任务：用二进制码组去表示量化后的十进制 量化值。
3 2路 时 隙 ， 2 56 b it,12s5
帧结构
TS 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
偶帧 T S0
帧同步时隙
话路 时隙
信令时隙
(C H1 ~ C H15)
×0 0 1 10 1 1
PCM通信设备原理
电力调度中心 2018年8月
目录
01.PCM基本原理 02.PCM基本帧结构 03.PCM设备的组成 04.PCM指示灯含义及常见故障处理
01
PCM基本原理
Fundamentals
PART ONE
01 PCM的概念
PCM:Pulse Code Modulation
PCM基本原理
3 Cell 3B-
output (-)
PTC
16
1)
多节电池连接方式 (2)
电池连接 (并联)
① 方法标记: 1S2P
1B+ output (+)
1 Cell
2 Cell
PCM
output (-) PTC
17
1)
多节电池连接方式 (3)
电池连接 (串 & 并联)
① 方法标记 3 S 2 P
4
PCM的功能 (3)
保护锂电池: 提高安全性 & 延长生命周期
锂电池的问题
PCM的功能
过度的充电使电池阳极的电解液分解 造成电池内部压力上升 温度上升 过放电 内部短路 & 温度上升 Apply PCM 关断过充电
关断过放电
过电流 & 外部短路
造成电池内部压力上升 温度上升 5 关断过流 & 短路
14
信赖性测试
过电压测试
反向电压测试
ESD 测试
信赖性测试
温度, 湿度测试 振动测试 温度(部分) 测试 短路保护测试
15
1)
多节电池连接方式 (1)
电池连接 ( 串联)
① 方法标记 3 S 1 P
1B+ output (+)
1 Cell
1 B - & 2B+
2 Cell
PC M
2 B - & 3B+
13
2. 其他部件.
No 1 2 3 4 5 6 7
各个部件的作用 (2)
Parts 电阻 电容 保险丝 PTC NTC 压敏电阻 PCB
PCM通信原理
100 Mb/s 4 次群
16
2. 数字复接类型
将低次群复接成高次群若按每个时间间隔上传输码字的多少可分为三类： 将低次群复接成高次群若按每个时间间隔上传输码字的多少可分为三类：
• 逐比特复接（按位复接） 逐比特复接（按位复接）
即按被复接支路的顺序，每次只复接一位码 复接后每位码的宽度只有 即按被复接支路的顺序，每次只复接一位码。复接后每位码的宽度只有 原来的四分之一，但速率提高了四倍。目前，大多数的 原来的四分之一，但速率提高了四倍。目前，大多数的PCM复接设备都是 复接设备都是 采用这种方法。 采用这种方法。
抽样：用一定的时间间隔抽取信号的样值。 抽样 量化：用有限个量值代替连续的样值。 量化
t
编码：将每个量值编为 8 位二进制码。 编码
t
6
• 抽样：每隔一定的时间间隔TS，抽取模拟信号的一个瞬时 抽样：每隔一定的时间间隔 幅度值（样值）。 幅度值（样值）。
抽样门 0 模拟信号 t 0 抽样信号 t
0
2. 三阶高密度双极性码（HDB3）：无直流、无时钟分量，但连“0” 三阶高密度双极性码（ ）：无直流 ）：无直流、无时钟分量，但连“ 适合低速线路传输。 数 < 3 ，适合低速线路传输。 3. 传号反转码（CMI）：有直流、无时钟分量，但能提供不中断业务的 传号反转码（ ）：有直流 ）：有直流、无时钟分量， 误码监测， 适合高速线路传输。 误码监测，连“0”数 < 3 ，适合高速线路传输。 数
其中TS0为同步码，分奇帧和偶帧，A1、A2为对告 为同步码，分奇帧和偶帧， 、 为对告 其中 为同步码 TS1 ~ TS15 和TS17 ~ TS31为 30 个话路信道； 个话路信道； 为
{
0 正常 1 告警
PCM原理
7.10 时分复用7.10.1 时分多路复用的基本原理为了提高信道利用率，使多路信号互不干扰地在同一信道上传输的方式称为多路复用。
实现多路复用的方式，除采用第四章介绍的频分复用(FDM)外，本节介绍另外一种复用技术:时分多路复用。
时分多路复用建立在抽样定理基础上，因为抽样定理使连续的基带信号变成在时间上离散的抽样脉冲，这样，当抽样脉冲占据较短时间时，在抽样脉冲之间就留出了时间空隙。
利用这种空隙便可以传输其他信号的抽样值，因此，就有可能在一条信道同时传送若干个基带信号。
与频分复用相对应，频分复用时占有不同频带的多路信号合在一起在同一信道中传输，各路频带间要有防护频带；时分复用则是占有不同时隙的多路信号合在一起在同一信道中传输，各路时隙间要有防护时隙。
本节以PAM信号为例说明时分复用的实现，同样，对于其他的脉冲及脉冲数字调制方式也是可以时分复用的。
一、时分复用的实现我们以图7-10-1来说明N路信号实现PAM时分复用。
图(a)时分复用系统示意图，发送端低通滤波器(LPF)的作用是保证调制信号的频带是带限的，最高角频率为,加到上的直流电压的作用是使抽样出来的脉冲具有单极性。
各路信号加到发送转换开关的相应位置上，转换开关每隔秒顺序地接通各路信号一次，亦即对N路信号顺序的分别抽样一次。
已抽样信号和分别画在图7-10-2和图7-10-3中，都是单极性的PAM信号，合成多路PAM信号是N路抽样信号的总和，如图(d)所示。
在一个抽样周期内，由各路信号的一个抽样值所组成的一组脉冲叫做一帧，对于每一路信号，一帧所占的时间称为一个路时隙，用表示。
为了防止邻路抽样脉冲相互重叠或连在一起，要求在相邻脉冲间由一定的防护时隙，所以每路占有时间为或者说，对于、每一路抽样脉冲的宽度τ应满足(a)图7-10-1 时分复用系统示意图及其波形合成的N路PAM信号顺序送入信道传输，在接收端有一个与发送端转换开关在时间上严格同步的的接收转换开关，它顺序地将各路抽样信号区分开并送到相应的低通滤波器，恢复出各路调制信号。
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A/D 转换通常用模拟信号（Analog signal ）和数字信号（Digital signal ）的英文头一个字母把模拟信号变成数字信号的过程简称为A/D 转换，把数字信号变成模拟信号的过程简称为D/A 转换。
首先要将模拟信号离散化，即对模拟信号按一定的时间间隔进行抽样；然后再将无限个可能的抽样值（不是指抽样点的个数，而是每个抽样点的可能取值）变成有限个可能取值，称之为量化；最后对量化后的抽样值用二进制（或多进制）码元进行编码，就可得到所需要的数字信号。
所谓编码就是用一组符号（码组）取代或表示另外一组符号（码组或数字）的过程。
这种将模拟信号经过抽样、量化、编码三个处理步骤变成数字信号的A/D 转换方式称为脉冲编码调制(PCM ，Pulse Code Modulation ）。
抽样PCM 过程可分为抽样、量化和编码等三步，第一步是对模拟信号进行信号抽样。
所谓抽样就是不断地以固定的时间间隔采集模拟信号当时的瞬时值。
图3―1是一个抽样概念示意图，假设一个模拟信号f(t)通过一个开关，则开关的输出与开关的状态有关，当开关处于闭合状态，开关的输出就是输入，即y(t)=f(t)，若开关处在断开位置，输出y(t)就为零。
可见，如果让开关受一个窄脉冲串（序列）的控制，则脉冲出现时开关闭合，则脉冲消失时开关断开，此输出y(t)就是一个幅值变化的脉冲串（序列），每个脉冲的幅值就是该脉冲出现时刻输入信号f(t)的瞬时值，因此，y(t)就是对f(t)抽样后的信号或称样值信号。
图3―1 抽样概念示意图图3―2是脉冲编码调制的过程示意图。
图3―2（a ）是一个以Ts 为时间间隔的窄脉冲序列p(t)，因为要用它进行抽样，所以称为抽样脉冲。
在图3―2（b ）中，v(t)是待抽样的模拟电压信号，抽样后的离散信号k(t)的取值分别为k(0)=0.2，k(Ts)=0.4，k(2Ts)=1.8，k(3Ts)=2.8，k(4Ts)=3.6，k(5Ts)=5.1，k(6Ts)=6.0，k(7Ts)=5.7，k(8Ts)=3.9，k(9Ts)=2.0，k(10Ts)=1.2。
可见取值在0～6之间是随机的，也就是说可以有无穷个可能的取值。
在图3―2（c ）中，为了把无穷个可能取值变成有限个，对k(t)的取值进行量化（即四舍五入），得到m(t)。
则m(t)的取值变为m(0)=0.0，m(Ts)=0.0，m(2Ts)=2.0，m(3Ts)=3.0，m(4Ts)=4.0，m(5Ts)=5.0，m(6Ts)=6.0，m(7Ts)=6.0，m(8Ts)=4.0，m(9Ts)=2.0，m(10Ts)=1.0，总共只有0、1、2、3、4、5、6等七个可能的取值。
从概念上讲，m(t)已经变成数字信号，但还不是实际应用中的二进制数字信号。
因此，对m(t)用3位二进制码元进行自然编码就得到图3―2（d ）的数字信号d(t)，从而完成了A/D 转换，实现了脉冲编码调制。
图3―2 脉冲编码调制示意图从上述抽样、量化、编码的PCM 过程中没有发现明显的调制概念，其实调制的概念体现在抽样和编码过程中。
从概念上可以理解抽样的含义，但在电路中，在实际工程中，可控开关通常是用一个乘法器实现的，用图3―3脉冲编码调制模型说明这个问题。
假设有一模拟电压信号v(t)通过乘法器与一个抽样窄脉冲序列p(t)相乘，就会得到一个幅度随v(t)的变化而变化的窄脉冲序列k(t)，而这正是幅度调制概念。
与抑制载波的双边带调幅相比，其主要差别在于载波不是正弦型信号而是窄脉冲序列(冲激序列)。
另外，PCM 的输出信号是“0”和“1”组成的脉冲序列，从信息传输的角度上看，该序列的作用相当于模拟调制中的载波，但原始信号(调制信号)不是通过脉冲序列的幅度或宽度等参量表示，而是利用“0”和“1”码元的不同组合携带信息(即所谓的编码)。
也就是说，PCM 是将原始信号“调制”(编码)到二元脉冲序列的码元组合上，而抽样的幅度调制实际上是为后面的编码调制铺路的，因此，整个抽样、量化和编码过程统称为脉冲编码调制。
0123456s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s (a) 抽样脉冲(c) PCM 量化(b) PCM 抽样(d) PCM 量化p (t )图3―3 脉冲编码调制模型量化用数学语言对量化作一个比较精确的描述以加深对量化的理解。
量化就是把一个连续函数的无限个数值的集合映射为一个离散函数的有限个数值的集合。
通常采用“四舍五入”的原则进行数值量化。
首先介绍三个概念：第一个是量化值——确定的量化后的取值叫量化值（有的书籍也称量化电平），比如上例中的量化值就是0、1、2、3、4、5、6七个。
第二个是量化值的个数称为量化级。
第三个是量化间隔——相邻两个量化值之差就是量化间隔（也称量化台阶）。
在图3―2（b）和（c）中，v(t)的样值信号k(t)和量化后的量化信号m(t)是不一样的，具体地说就是量化前后的样值有可能不同，比如k(0)=0.2而m(0)=0.0。
而收信端恢复的只能是量化后的信号m(t)，而不能恢复出k(t)，这样就使得收、发的信号之间有误差。
显然，这种存在于收、发信号之间的误差是由量化造成的，称其为量化误差或量化噪声。
比如在上例中，量化间隔为1，由于采用“四舍五入”进行量化，因此量化噪声的最大值是0.5。
一般地说，量化噪声的最大绝对误差是0.5个量化间隔。
这种量化间隔都一样的量化叫做均匀量化。
如果在一定的取值范围内把量化值多取几个（量化级增多），也就是把量化间隔变小，则量化噪声就会减小。
比如，把量化间隔取成0.5，则上例的量化值就变成14个，量化噪声变为0.25。
显然量化噪声与量化间隔成反比。
但是在实际中，不可能对量化分级过细，因为过多的量化值将直接导致系统的复杂性、经济性、可靠性、方便性、维护使用性等指标的恶化。
比如，7级量化用3位二进制码编码即可；若量化级变成128，就需要7位二进制码编码，系统的复杂性将大大增加。
尽管信号幅值大（大信号）和信号幅值小（小信号）时的绝对量化噪声是一样的，都是0.5个量化间隔，但相对误差却悬殊很大。
也可以说，对信号的影响大小不一样。
比如上例中，信号最大值为6，绝对量化噪声为0.5，而相对误差为0.5/6=1/12，即量化误差是量化值的1/12；而当信号为1时，绝对量化噪声仍为0.5，但相对误差却为0.5/1=1/2，量化误差达到量化值的一半。
可见大信号与小信号的相对误差相差6倍。
相对误差大意味着小信号的信噪比小。
显然，提高小信号的信噪比（降低小信号的相对误差）与提高系统的简单性、可靠性、经济性等指标是相互矛盾的。
为了提高小信号的信噪比，又不过多地增加量化级（细化量化间隔）这就是非均匀量化法。
所谓非均匀量化就是对信号的不同部分用不同的量化间隔，具体地说，就是对小信号部分采用较小的量化间隔，而对大信号部分就用较大的量化间隔。
实现这种思路的一种方法就是压缩与扩张法。
压缩概念：在抽样电路后面加上一个叫做压缩器的信号处理电路，该电路的特点是对弱小信号有比较大的放大倍数（增益），而对大信号的增益却比较小。
抽样后的信号经过压缩器后就发生了“畸变”，大信号部分没有得到多少增益，而弱小信号部分却得到了“不正常”的放大（提升），相比之下，大信号好像被压缩了，压缩器由此得名。
对压缩后的信号再进行均匀量化，就相当于对抽样信号进行了非均匀量化。
在收信端为了恢复原始抽样信号，就必须把接收到的经过压缩后的信号还原成压缩前的信号，完成这个还原工作的电路就是扩张器，它的特性正好与压缩器相反，对小信号压缩，对大信号提升。
为了保证信号的不失真，要求压缩特性与扩张特性合成后是一条直线，也就是说，信号通过压缩再通过扩张实际上好像通过了一个线性电路。
显然，单独的压缩或扩张对信号进行的是非线性变换。
压缩与扩张特性见图3―4。
图中，脉冲A 和脉冲B 是两个样值，作为压缩器的输入信号经过压缩后变成A ′与B ′，可见A ′与A 基本上没有变化，而B ′却比B 大了许多，这正是压缩特性；在收信端A ′与B ′作为扩张器的输入信号，经扩张后还原成样值A 和样值B 。
图3―4 压缩特性示意图小信号的信噪比变化情况。
在图3―4中，样值B 如果经均匀量化，则量化噪声为0.5，相对误差为0.5；而经过压缩后，样值B ′的量化噪声仍为0.5，但相对误差变为0.5/3=1/6，比均匀量化减小了许多，其信噪比也就大为提高。
压缩特性通常采用对数压缩特性，也就是压缩器的输出与输入之间近似呈对数关系。
而对数压缩特性又有A 律和μ律之分。
543210(a) 压缩器输入输出示意图(b) 扩张器输入输出示意图A 律特性输出y 与输入信号x 之间满足下式：(3―1)式中，y 为归一化的压缩器输出电压，即实际输出电压与可能输出的最大电压之比;x 为归一化的压缩器输入电压，即实际输入电压与可能输入的最大电压之比;A 为压缩系数，表示压缩程度。
从式（3―1）可见，在0≤x ≤1/A 的范围内，压缩特性为一条直线，相当于均匀量化特性；在1/A<x ≤1范围内是一条对数曲线。
通常，国际上取A=87.6。
μ律特性输出y 与输入信号x 之间满足下式：(3―2)式中，y 、x 、μ的意思与A 律一样。
A 律与μ律的特性曲线见图3―5。
A 律与μ律的性能基本相似，在μ=255，量化级为256时，μ律对小信号信噪比的改善优于A 律。
图3―5的曲线只是压缩特性的一半，另一半在第三象限，与第一象限的曲线奇对称，为简单计，一般都不画出来。
图3―5 两种对数压缩特性示意图μ律最早由美国提出，A 律则是欧洲的发明，它们都是CCITT （国际电报电话咨询委员会）允许的标准。
目前，欧洲主要采用A 律，北美及日本采用μ律，我国采用A 律压缩方式。
1,01ln 1ln 1,11ln Ax x x A y Ax x A A ⎧≤≤⎪⎪+=⎨+⎪<≤⎪⎩+ln(1),01ln(1)x y x μμ+=≤≤+(a) A 律压缩特性(b) μ律压缩特性图3―5的压缩特性早期是用二极管的非线性来实现的，但要保证压缩特性的一致性、稳定性以及压缩与扩张特性的匹配是很困难的，因此通常都是采用近似理想压缩特性曲线的折线来代替理想特性。
对于A律曲线，采用13段折线近似；对于μ律曲线，采用15段折线近似。
下面简单介绍一下A律的13段折线。
首先把输入信号的幅值归一化（横坐标），把0～1的值域划分为不均匀的8个区间，每个区间的长度以2倍递增。
具体地说就是0～1/128为第一区间，1/128～1/64为第二区间，1/64～1/32为第三区间，1/32～1/16为第四区间，直到1/2～1为第八区间。