2) 数字压扩技术数字压扩技术:一种通过大量的数字电路形成若干段折线, 并用这 些折线来近似A律或μ律压扩特性,从而达到压扩目的方法即对数 压扩特性的折线近似法折线压扩特性:既不同于均匀量化的直线,又不同于对数压扩特性的 光滑曲线总的来说用折线作压扩特性是非均匀量化的, 但它既有 非均匀量化(不同折线有不同斜率), 又有均匀量化(在同一折线的小 范围内) 两种常用数字压扩技术:(1)A律13折线压扩——13折线近似逼近 A=87.6的A律压扩特性;(2) μ律15折线压扩——15折线近似逼近 μ=255的μ律压扩特性采用折线压扩的特点:基本上保持了连续压扩特性曲线的优点,又便 于数字电路的实现13折线近似法产生:设在直角坐标系中,x轴和y轴分别表示输入信号 和输出信号,并假定输入信号和输出信号的最大取值范围都是+1至-1 ,即都是取归一化后的值 压扩步骤: 步骤一:X轴输入信号归一化后,范围按1/2递减规律分为8段步骤二:Y轴输出信号归一化后,均匀地分为8段(0,0)(1/128,1/8)(1/64,2/8)(1/32,3/8)(1/16,4/8)(1/8,5/8)(1/4,6/8)(1/2,7/8)(1,1)图 4-17 13折线 1、模拟信号数字化传输(PCM通信系统模型)PCM:将模拟信号的抽样量化值变换成代码的过程,称为脉冲编 码调制。
编码:把量化后信号的电平值转换成二进制码组的过程4、逐次比较型PCM编码原理(1)编码思想:A律13折线近似法(非均匀量化编码A=87.6)目前国际上普遍采用8位非线性编码例如:PCM30/32路 终端机中最大输入信号幅度对应4096个量化单位(最小的量化间 隔称为一个量化单位),在4096单位的输入幅度范围内,被分成 8段× 16等份× 2极性=256个量化级,因此须用8位码表示每一个量化级 (2)码位安排:M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8第1位表示量化值极性(极性码),2~4位(段落码)表 示8种可能的状态来分别表示8个段落的起点电平;5~8位(段 内码/电平码)表示每一段的16种状态,即每一段落的16个均匀划分的量化级 段内码 A律13折线与均匀量化编码的比较:均匀量化均匀量化:2L=2048=211 L=11编码为数M=11+1(极性)=12( 位);A A律律1313折线折线:M=8(位)段落码量化量化 级序级序 号号电平范围电平范围( (△) )量化值范围量化值范围段落码段落码 MM2 2MM3 3MM4 4起始起始 电平电平( (△) )量化间量化间 隔隔△k (△)归一化归一化 值值段内码对应权值段内码对应权值( (△) )MM5 5M M6 6M M7 7M M8 88 81024~2041024~2048 8½½~1~11 1 11 1 11024102464641/321/32512 256 128 512 256 128 64647 7512~1024512~1024¼¼ ~1/2 ~1/21 1 01 1 051251232321/641/64256 128 64 256 128 64 32326 6256~512256~5121/8~1/41/8~1/41 0 11 0 125625616161/1281/128128 64 32 128 64 32 16165 5128~256128~2561/16~1/81/16~1/81 0 01 0 01281288 81/2561/25664 32 16 64 32 16 8 84 464~12864~1281/32~1/161/32~1/160 1 10 1 164644 41/5121/51232 16 8 32 16 8 4 43 332~6432~641/64~1/321/64~1/320 1 00 1 032322 21/1021/1024 416 8 4 16 8 4 2 22 216~3216~321/128~1/61/128~1/64 40 0 10 0 116161 11/2041/2048 88 4 2 8 4 2 1 11 10~160~160~1/1280~1/1280 0 00 0 00 01 11/2041/2048 88 4 2 8 4 2 1 1(3)逐次比较型编码器原理 Is为标准电流Ic为样值电流输出:每次输出1位编码Is>Ic 输出“0”Is0信号为正,极性码M1=12. 确定段落码1) 首先确定M2,判决抽样值落在前四段,还是后四段:比较 器输入的标准电流Is=128 △,现有输入样值|Ic|=1250△> Is,所以输入信号抽样值落在8个段落中的后四段5~8段, 即M2=1;2) 再确定M3,判决抽样值落在5~6段,还是7~8段:比较器输 入的标准电流Is=512 △, 输入样值|Ic|=1250△> Is ,所 以输入信号抽样值落在7~8段,即M3=1;3) 再确定M4,判决抽样值落在第7段,还是第8段:比较 器输入的标准电流Is=1024△, 输入样值|IC|=1250△> IS ,所以输入信号抽样值落在8段,即M4=1;3. 确定段内码 已知第8段的起始电平为1024△ ,权值:512 256 128 64天平法实现:1024+512M5+256M6+128M7+64M81250|Is|= 1024△+8×△8=1536△>1250△ M5=0|Is|= 1024△+4×△8=1280△>1250△ M6=0|Is|= 1024△+2×△8=1152△△i/2 )例:设某量化值的编码为11110011 ,求编码电平?1. M1=1,信号为正2. M2 M3 M4=111,落在第8段,起始值为1024△3. M5 M6 M7 M8=0011,则Y=1024△+(0×512+0×256+1×128+1×64)△=1216△则编码电平=+1216△---码字电平:为该量化级的最低电平 (起始电平),它比量化值低△k/2电平,因此解码时应补 上△k/2项上例中的码字所属的量化级电平范围是: 1216△~1280△之间 量化间隔为:64△求上例中的解码电平?qD=码字电平+△k/2=1216△+△8/2 =1216△+64△/2=1248△求量化值?qk= qD/2048△= 1248△/2048△=39/64=0.609量化误差:1250△-1248△=2△例:设输入信号抽样值为+1270个量 化单位,采用逐次比较型编码将它按 照13折线A律特性编码8位码。
• 确定极性码C1抽样值为正, C1 = 1 • 确定段落码C2 C3 C4Is > IW1 =128 C2 =1Is > IW2 =512 C3 =1Is > IW3 =1024 C4 =1 • 确定段内码IW4 =1024+8Δ′=1536>IS C5 =0IW5 =1024+4Δ′=1280>IS C6 =0IW6 =1024+2Δ′=1152