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2.2.2 脉冲编码调制方法
13-07-01    奋斗的小年轻
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本书从一线系统集成工程技术人员和管理人员的实际工作角度出发,介绍系统集成实际要掌握的四个方面的知识:系统集成基础、系统集成环境、前端(广域网)集成技术和用户端(设备系统)集成技术,主要包括网络系统...立即去当当网订购

由于数字信号传输失真小、误码率低、传输速率高,所以在网络中除计算机直接产生的数字信号外,将语音、图像、信息进行数字化后在网络中传输也成为趋势。脉冲编码调制(Pulse Code Modulation,PCM)是将模拟信号数字化的主要方法,其典型应用是语音数字化。

1.模拟信号采样

对连续性模拟信号进行离散采样,如图2-8所示。


 

由图2-8可知,在某一个时间间隔内,对一个模拟信号的值进行采样,也就是将连续的时序性的信号在时间轴上进行分割。采样的次数越频繁,将来还原时所得到的信号与原来的信号就会越接近。

事实上,通过离散采样的方式对信号进行传输处理,可以采用奈奎斯特定理(Nyquist theorem)。奈奎斯特定理证明了一个频率范围在fm以内的模拟信号,若以此频率范围两倍以上的频率对信号进行采样,便可以在接收端精确地将原来的信号自采样信号中还原出来。

2.信号量化

模拟信号采样结束后,信号已由原来的模拟信号转换为离散(discrete)类型,这时信号的大小值仍是连续的,这与数字信号值的阶段性特性不同,因此在时间轴上对信号进行采样分割后,必须在振幅上再进行分割,分割的层越多,将来还原后的音质(假设模拟信号为音频信号)也会越好,这样的处理过程称为量化处理。

3.脉冲调制过程

对于已量化过的信号,应该用不同的码来代表不同层的量值,例如最低层的值0以00000000共8位表示,而最高层的值255则以11111111来表示,这种过程称为脉冲编码调制。

在数字通信系统中,一个模拟信号在传输前需首先进行采样、量化与PCM,然后才执行数字传输。数字通信系统对模拟信号的处理过程如图2-9所示。


 

4.编码处理

在完成了模拟信号处理流程图中的全部工作后,就可以在数字环境下进行信号传送。为了使数字信号的传输更有效,或者使传输收发双方容易达到同步(synchronization)处理的目的,有些系统在真正将信号传送出去之前还要做一些编码工作。

常见的几种数字编码如下:

单极不归零编码。

双极不归零编码。

单极归零编码。

双极归零编码。

曼彻斯特编码。

差分曼彻斯特编码。

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