数字通信原理第4次课课件(2015)

数字通信原理第4次课课件(2015)

1. 复习

(1) PCM非均匀量化的实现方法

模拟压扩法是实现非均匀量化的方法之一。在发送端对输入量化器的信号先进行压缩处理，再进行均匀量化，其最后的等效结果就是对原信号的非均匀量化。

(2) A律13折线压缩特性

在实际应用中，往往采用近似于A律函数规律的13折线的压缩特性（用折线来逼近对数曲线）。

A律87.6/13折线量化将量化器输入样值的取值域0～1（归一化）之间分为8个非均匀量化段（除了第（1）段和第（2）段之外），每个量化段再均分16份，则共有不均匀量化级数16×8×2=256。

2. 本次课学习的主要内容

2.5.2 线性编码与解码

2.5.3 非线性编码与解码

2.5.2 线性编码与解码

1. 线性编码及其特点

·具有均匀量化特性的编码叫做线性编码。

·线性编码的特点：线性编码的码字中各码位的权值是定数（线性码就是一

般二进制码），它不随输入信号幅度的变化而变化。

·实现线性编码的方法很多，这里仅简单介绍目前比较有实用价值的反馈型

线性编码器。

2. 线性编码原理

例2.5.1 设样值幅度为93，试写出7位线性（幅度）码。

解：令7位线性码为8765432a a a a a a a ，它们的权值分别是62，52，…，02。编码过程如下：

① 将幅度值93与2a 的权值6426=进行比较，因为93﹥64，故12=a ； ② 再将幅度值93与2a 和3a 的权值总和比较，因为93﹤64+32=96，故03=a ； ③ 由于03=a ，于是调整为：幅度值93与2a 和4a 的权值总和进行比较，因为93﹥64+16=80，故14=a … …

最终编出的码字为{

}1011101。 概括起来，在整个编码过程，就是反复地进行比较和计算：

·比较样值幅度与权值总和的大小，以决定编出的码是1码还是0码； ·计算权值总和，并且权值总和是不断地变化的：

··如果先行码（已编好的码）为“1”码，则权值总和继续增加，即将

当前码（正准备编的码）的权值添加进权值总和；

··若先行码是“0”码，则将当前码的权值添加进权值总和的同时，从

权值总和中去掉先行码的权值。

3. 线性编码器

7位反馈型线性编码器原理如图2-15所示。它主要由比较器和本地解码器两部分组成。本地解码器对输出的编码信号逐位解码，其解码输出与输入样值在比较器中进行比较，比较一次有一位编码输出，直至使输入值与所有码位的解码加权总和值之差变得很小，或接近于零，一个样值的编码才算完成。

反馈型线性编码器各组成部分的基本功能为：

① 抽样保持电路：在一个样值编码的时间内保持抽样的瞬时幅度不变。

图2-15 7位反馈型线性编码器原理框图

② 比较器：将输入样值幅度S I 与本地解码输出的基准电流R I 进行比较，比较一次有一位编码输出。如0>-R S I I ，就输出“1”码；如0<-R S I I ，就输出“0”码。

③ 本地解码器：对反馈码8765432a a a a a a a 逐位解码，产生用于比较的基准电流R I 。

a) 在时序脉冲i P （=i 1,2，…，7）的作用下，依次产生权值电流：

1P 使1FF 置1，基准电流增加6427=-i ； 2P 使2FF 置1，基准电流增加32；

… …

7P 使7FF 置1，基准电流增加1。

b) 对输出编码信号逐位解码，按码位i a 的值决定对基准电流中的权值电流的取舍：i P （=i 2，…，7）将i FF 置1的同时，若1=i a ，则1-i FF 保持置1；若0=i a ，调整1-i FF 置0，使基准电流减少i -82。

④ 脉冲8P 用作抽样和清除，8P 脉冲到达时对信号抽样，并使并/串变换器输出置0。

例2.5.1的编码过程波形如图2-16所示。

图2-16 编码过程波形

2.5.3 非线性编码与解码

1. 非线性编码与A 律13折线编码

·具有非均匀量化特性的编码叫做非线性编码。

·非线性编码的特点：非线性编码的码组中各码位的权值不是固定的，而是

随着输入信号幅度的变化而变化的。

·这里重点讲述以A 律87.6/13折线压缩方式实现的逐次渐进型编码器（反馈型非线性编码器）。

(1) A 律13折线编码的码字安排

A 律13折线编码器对每个输入抽样值，编出8位二进制码87654321a a a a a a a ，其具体安排见表2-3。

① 极性码

若抽样值为正，则11=a ；如果抽样值为负，那么01=a 。

② 段落码

段落码432a a a 为000～111共有8种组合，分别表示对应的8个量化段，段落码与量化段序号的关系见表2-4。

③ 段内电平码

段内电平码8765a a a a 为0000～1111共有16种组合，表示量化段内的16个量化级。

(2) 段内电平码权值

段内码是表示相对于该量化段中各码位的权值，其5a 码的权值是i ∆8；6a 码的权值是i ∆4；7a 码的权值是i ∆2；8a 码的权值是i ∆。由此可见，段内电平码的权值是随量化段落的不同而变化的，即随信号幅度的不同而变化的，这正在非均匀量化所形成的非线性编码的特点。

(3) 量化单位∆

由图2-11可知，除了第1段和第2段之外，各量化段的大小是不相同的，因此，当每个量化段再分为16量化级时，各量化段内的量化间隔i ∆是不同的。如第1段∆==÷=

∆2048

11612811，这是非均匀量化时的最小量化级的大小又称为量化单位；而第8段∆=÷=

∆64162

1

8，参见图2-17。 (4) A 律13折线各段落的段落起始电平

各段落的段落起始电平()∆Bi I 和量化间隔()∆∆i 如图2-17所示。

图2-17 各段落的段落起始电平Bi I 和量化间隔i ∆

由图2-17可见，A 律13折线共有16+16+32+64+…+1024=2048个均匀量化