數(shù)字通信原理 第2章(毛京麗 第4版人郵)

1、1數(shù)字通信原理數(shù)字通信原理第第2章章 語音信號(hào)編碼語音信號(hào)編碼-PCM主講人：XXX21、理解語音信號(hào)的概念與分類;2、掌握PCM通信系統(tǒng)的構(gòu)成;3、理解抽樣概念；掌據(jù)低通型信號(hào)、帶通型信號(hào)的抽樣；了解與抽樣有關(guān)的誤差；4、理解量化的定義與均勻量化；掌握非均勻量化；理解量化信噪比；5、掌握A律13折線的碼字安排，編碼方法，編、解碼電平及編、解碼誤差；理解編碼的概念；6、單片集成PCM編解碼器（選修）;第第2 2章章 語音信號(hào)編碼（語音信號(hào)編碼（PCMPCM）3語音信號(hào)的編碼指模擬話音信號(hào)的數(shù)字化?？煞譃槿箢愋停?.1 2.1 語音信號(hào)編碼的基本概念語音信號(hào)編碼的基本概念類型概念典型示例波形編

2、碼波形編碼 對(duì)信號(hào)的波形進(jìn)行的編碼。對(duì)信號(hào)的波形進(jìn)行的編碼。PCM、DPCM、ADPCM等參量編碼參量編碼 提取語聲信號(hào)的一些特征參量，提取語聲信號(hào)的一些特征參量，對(duì)其進(jìn)行的編碼。對(duì)其進(jìn)行的編碼。LPC等聲碼器混合編碼：混合編碼： 在參量編碼的基礎(chǔ)上，引入了一在參量編碼的基礎(chǔ)上，引入了一定的波形編碼的特征。定的波形編碼的特征。子帶編碼4l脈沖編碼調(diào)制（脈沖編碼調(diào)制（PCM）的概念）的概念PCM-是對(duì)模擬信號(hào)的瞬時(shí)抽樣值量化、編碼，是對(duì)模擬信號(hào)的瞬時(shí)抽樣值量化、編碼，以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。2.2 2.2 脈沖編碼調(diào)制（脈沖編碼調(diào)制（PCMPCM）通信系統(tǒng)的構(gòu)成）

3、通信系統(tǒng)的構(gòu)成52.2 2.2 脈沖編碼調(diào)制（脈沖編碼調(diào)制（PCMPCM）通信系統(tǒng)的構(gòu)成）通信系統(tǒng)的構(gòu)成62.2 PCM2.2 PCM通信系統(tǒng)的構(gòu)成通信系統(tǒng)的構(gòu)成- -（1 1）模）模/ /數(shù)變換數(shù)變換抽樣：把模擬信號(hào)在時(shí)間上抽樣：把模擬信號(hào)在時(shí)間上離散化，變?yōu)槊}沖幅度調(diào)制離散化，變?yōu)槊}沖幅度調(diào)制（PAM）信號(hào)）信號(hào)量化：把量化：把PAM信號(hào)在幅度上信號(hào)在幅度上離散化，變?yōu)榱炕担ü灿须x散化，變?yōu)榱炕担ü灿蠳個(gè)量化值）個(gè)量化值）編碼：用二進(jìn)碼來編碼：用二進(jìn)碼來表示表示N個(gè)量化值，個(gè)量化值，即把離散的幅度值即把離散的幅度值變換為數(shù)字信號(hào)。變換為數(shù)字信號(hào)。72.2 PCM2.2 PCM通信系統(tǒng)的

4、構(gòu)成通信系統(tǒng)的構(gòu)成- -（2 2）信道部分）信道部分信道部分包括傳輸線路及再生中繼器。再生中繼器：再生中繼器：消除疊加在信號(hào)上的噪聲干擾，還原成發(fā)送的數(shù)字信號(hào)。82.2 PCM2.2 PCM通信系統(tǒng)的構(gòu)成通信系統(tǒng)的構(gòu)成- -（3 3）數(shù)）數(shù)/ /模部分模部分解碼解碼-解碼是編碼的反過程，解碼后還原為PAM信號(hào)（假設(shè)忽略量化誤差）。低通低通-收端低通的作用是恢復(fù)或重建原模擬信號(hào)。92.3.1 抽樣的概念及分類1、抽樣的概念-抽樣是每隔一定的時(shí)間間隔T抽取模擬信號(hào)的一個(gè)瞬時(shí)值（樣值）。2.3 2.3 抽樣抽樣模擬信號(hào)模擬信號(hào)在時(shí)間上離散化PAM信號(hào)信號(hào)102.3.2 2.3.2 低通型信號(hào)的抽樣低

5、通型信號(hào)的抽樣2、抽樣的分類、抽樣的分類 模擬信號(hào)的頻率范圍為u抽樣信號(hào)頻譜的頻率成分：抽樣信號(hào)頻譜的頻率成分：11原始頻帶原始頻帶重疊區(qū)域重疊區(qū)域122.3.2 2.3.2 低通型信號(hào)的抽樣低通型信號(hào)的抽樣l為接收商準(zhǔn)確地恢復(fù)原模擬信號(hào)，避免重疊區(qū)為接收商準(zhǔn)確地恢復(fù)原模擬信號(hào)，避免重疊區(qū)域，應(yīng)滿足抽樣定理：域，應(yīng)滿足抽樣定理： 為了留有一定的防衛(wèi)帶，為了留有一定的防衛(wèi)帶，l話音信號(hào)頻率范圍：話音信號(hào)頻率范圍：132.3.2 低通型信號(hào)的抽樣低通型信號(hào)的抽樣142.3.2 低通型信號(hào)的抽樣低通型信號(hào)的抽樣15思考：若抽樣頻率取8kHz，畫出抽樣信號(hào)的頻譜，并說明此頻譜出現(xiàn)了什么象？16以帶通信

6、號(hào)為例，頻帶范圍12.517.5kHz2.3.3 2.3.3 帶通型信號(hào)的抽樣帶通型信號(hào)的抽樣35sfkHz取抽樣頻率為35kHz一下一下一上一上一次下邊帶：35（12.517.5）17.522.5一次上邊帶：35+（12.517.5）47.552.5頻帶利用率低172.3.3 2.3.3 帶通型信號(hào)的抽樣帶通型信號(hào)的抽樣思考：為了提高頻帶利用率，同時(shí)又使抽樣后的信號(hào)頻譜不混疊，那么fs到底應(yīng)該怎么選擇呢？006(/)1MTBffnfB182.3.3 帶通型信號(hào)的抽樣帶通型信號(hào)的抽樣192.3.3 帶通型信號(hào)的抽樣帶通型信號(hào)的抽樣202.3.3 帶通型信號(hào)的抽樣帶通型信號(hào)的抽樣若令若令n次下邊

7、帶、（次下邊帶、（n+1）次）次上邊帶與原始頻帶間隔相等上邊帶與原始頻帶間隔相等（默認(rèn)），則：（默認(rèn)），則：212.3.3 帶通型信號(hào)的抽樣帶通型信號(hào)的抽樣222.3.3 帶通型信號(hào)的抽樣帶通型信號(hào)的抽樣232.3.3 帶通型信號(hào)的抽樣帶通型信號(hào)的抽樣242.4 量化引入量化引入抽樣：把模擬信號(hào)在時(shí)間上離散化，變?yōu)槊}沖幅度調(diào)抽樣：把模擬信號(hào)在時(shí)間上離散化，變?yōu)槊}沖幅度調(diào)制（制（PAM）信號(hào)）信號(hào)252.4 量化引入量化引入262.4 量化量化的定義量化量化的定義l量化：量化：將幅度域上連續(xù)取值的信號(hào)（樣值序列）變換為幅度域上離散離散取值信號(hào)的過程。例如：量化前，樣值序列量化后，量化值272.4

8、 量化量化的分類量化量化的分類根據(jù)量化后的輸出信號(hào)和量化前的輸入信號(hào)之間的關(guān)系，量化分為：均勻量化：量化后的輸出信號(hào)和量化前的輸入信號(hào)之間的關(guān)系是均勻的階梯關(guān)系。非均勻量化：量化后的輸出信號(hào)和量化前的輸入信號(hào)之間的關(guān)系是非均勻的關(guān)系。282.4.1 均勻量化定義均勻量化定義量化前的波形量化前的波形量化后的波形量化后的波形書上的圖書上的圖2-14，P242.4.1 均勻量化幾個(gè)重要定義均勻量化幾個(gè)重要定義29U=4-U=-42.4.1 均勻量化幾個(gè)重要定義均勻量化幾個(gè)重要定義l過載區(qū)過載區(qū)：量化輸出不再隨輸入信號(hào)變化，而是保持在輸出的最大量化值上。302.4.1 均勻量化幾個(gè)重要定義均勻量化幾個(gè)

9、重要定義l非過載區(qū)（量化區(qū)）非過載區(qū)（量化區(qū)）：-U+U，量化輸出隨輸入信號(hào)的變化而離散變化。31非過載區(qū)非過載區(qū)2.4.1 均勻量化幾個(gè)重要定義均勻量化幾個(gè)重要定義l量化級(jí)及量化級(jí)數(shù)（量化級(jí)及量化級(jí)數(shù)（N）：）：在量化區(qū)-U+U內(nèi)劃分為N個(gè)小間隔，每個(gè)間隔稱為一個(gè)量化級(jí)量化級(jí)；間隔個(gè)數(shù)為量化級(jí)數(shù)量化級(jí)數(shù)。32N=82.4.1 均勻量化幾個(gè)重要定義均勻量化幾個(gè)重要定義l量化間隔（）：量化級(jí)的大小。均勻量化中=2U/N。33N=82.4.1 均勻量化幾個(gè)重要定義均勻量化幾個(gè)重要定義l量化值量化值：量化輸出的離散電平。342.4.1 均勻量化討論均勻量化討論1、量化值的二進(jìn)制編碼表示量化值的數(shù)目等

10、于量化級(jí)數(shù)N，每個(gè)量化值要用l位二進(jìn)制編碼表示，量化級(jí)數(shù)越多，需要的量化位數(shù)越多。沒有量化，會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？352.4.1 均勻量化討論均勻量化討論2、量化誤差的概念 量化誤差e (t)=|量化值-樣值|量化前的波形量化前的波形量化后的波形量化后的波形書上的圖書上的圖2-14，P242.4.1 均勻量化討論均勻量化討論3、量化噪聲的概念量化噪聲：量化誤差就好比如有一個(gè)噪聲疊加在原來的信號(hào)上起干擾作用，稱為量化噪聲。量化信噪比：語音信號(hào)平均功率/噪聲功率372.4.1 均勻量化思考均勻量化思考l為什么語音信號(hào)的量化不采用均勻量化？均勻量化的特點(diǎn)均勻量化的特點(diǎn)：在量化區(qū)內(nèi)，大、小信號(hào)的量化間隔相

11、同，最大量化誤差相同；則小信號(hào)的量化信噪比小，大信號(hào)的量化噪聲比大。均勻量化的缺點(diǎn)均勻量化的缺點(diǎn)：在N大小適當(dāng)時(shí)，均勻量化小信號(hào)的量化信噪比太小，不滿足要求；而大信號(hào)的量化信噪比較大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足要求。382.4.1 均勻量化思考均勻量化思考l為什么語音信號(hào)的量化不采用均勻量化？392.4.2 非均勻量化非均勻量化-定義定義40非均勻量化非均勻量化： 量化后的輸出信號(hào)uo(t)和量化前的輸入信號(hào)Ui(t)之間是非均勻的關(guān)系，即量化區(qū)間的劃分不是等間隔。非均勻量化的特點(diǎn)：非均勻量化的特點(diǎn)： 信號(hào)幅度小量化間隔小量化誤差小量化信噪比提高信號(hào)幅度大量化間隔大量化誤差大量化信噪比下降2.4.2 非均勻量化

12、非均勻量化-實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)方法411.壓縮擴(kuò)張技術(shù)壓縮擴(kuò)張技術(shù) 在發(fā)送端對(duì)輸入量化器的信號(hào)先進(jìn)行壓縮處理，在接收端再進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)張?zhí)幚怼?.直接非均勻編解碼法直接非均勻編解碼法 發(fā)端根據(jù)非均勻量化間隔的劃分直接將樣值編碼（非均勻編碼），收端進(jìn)行非均勻解碼（在編碼的過程中相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)了非均勻量化）。2.4.2 非均勻量化非均勻量化-模擬壓擴(kuò)法模擬壓擴(kuò)法42壓縮器特性：壓縮器特性：小信號(hào)時(shí)斜率大于1，大信號(hào)時(shí)斜率小于1，即壓縮器對(duì)小信號(hào)放大，對(duì)大信號(hào)壓縮。擴(kuò)張器特性：擴(kuò)張器特性：小信號(hào)時(shí)斜率小于1，大信號(hào)時(shí)斜率大于1，即擴(kuò)張器對(duì)小信號(hào)壓縮，對(duì)大信號(hào)放大，以與壓縮器的作用相互抵消。2.4.2 非均勻量化

13、非均勻量化-模擬壓擴(kuò)法模擬壓擴(kuò)法l5折線壓縮與擴(kuò)張?zhí)匦?3書上圖書上圖2-16, P302.4.2 非均勻量化非均勻量化-常見的壓縮與擴(kuò)張?zhí)匦猿Ｒ姷膲嚎s與擴(kuò)張?zhí)匦?4實(shí)際中使用較多的是：1、A律律13折線壓擴(kuò)特性折線壓擴(kuò)特性（用數(shù)字電路方式實(shí)現(xiàn)A律壓擴(kuò)特性的折線近似）2、u律律15折線壓擴(kuò)特性折線壓擴(kuò)特性（用數(shù)字電路方式實(shí)現(xiàn)u律壓擴(kuò)特性的折線近似）2.4.2 非均勻量化非均勻量化-u率壓縮特性率壓縮特性（了解）（了解）452.4.2 非均勻量化非均勻量化-A率壓縮特性率壓縮特性46A率壓縮特性率壓縮特性以A為參數(shù)的壓擴(kuò)特性，其壓縮特性表示式為：2.4.2 非均勻量化非均勻量化-A律律13折線壓

14、縮特性折線壓縮特性47 A律13折線壓擴(kuò)特性是A律壓擴(kuò)特性的近似實(shí)現(xiàn)X：01逐次逐次對(duì)分為8份Y：01平均平均分為8份X，Y對(duì)應(yīng)坐標(biāo)點(diǎn)連成的折線，即為8段折線。書上圖書上圖2-23, P372.4.2 非均勻量化非均勻量化-A律律13折線壓縮特性折線壓縮特性48思考1：為什么是13折線？當(dāng)x0時(shí)，（第1象限），折線共8段；當(dāng)x0時(shí)，（第3象限），也有8段折線；正負(fù)方向的第1、2段斜率相同（都為16），可視為1條直線段；故稱這種特性為13折線。2.4.2 非均勻量化非均勻量化-A律律13折線壓縮特性折線壓縮特性49思考2：為什么稱為A率？A律13折線壓擴(kuò)特性和A=87.6時(shí)的A律壓擴(kuò)特性是非常近

15、似的。2.4.2 非均勻量化非均勻量化-A律律13折線壓縮特性折線壓縮特性50書上表書上表2-4, P382.4.2 非均勻量化非均勻量化-直接非均勻編解碼法直接非均勻編解碼法51直接非均勻編解碼法直接非均勻編解碼法 發(fā)送端根據(jù)非均勻量化間隔的劃分直接將樣值編碼（非均勻編碼），接收端進(jìn)行非均勻解碼。在編碼的過程中相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)了非均勻量化，合二為一。書上表書上表2-2，P312.4.3 量化信噪比量化信噪比l量化是一個(gè)對(duì)原信號(hào)近似表示的過程，所以會(huì)產(chǎn)生量化量化誤差誤差。l量化信噪比量化信噪比： 是衡量化噪聲對(duì)信號(hào)的影響的指標(biāo)，定義為：52其中：S為語音信號(hào)平均功率； Nq為總量化噪聲功率； 2.4

16、.3量化信噪比量化信噪比-均勻量化信噪比均勻量化信噪比53忽略過載區(qū)噪聲忽略量化區(qū)噪聲2.4.3量化信噪比量化信噪比-均勻量化信噪比均勻量化信噪比54小信號(hào)小信號(hào)大信號(hào)大信號(hào)量化信噪比與量化信噪比與l，xe的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線小信號(hào)小信號(hào)大信號(hào)大信號(hào)P32，圖圖2-17隨信號(hào)電平升高而減小2.4.3量化信噪比量化信噪比-非均勻量化信噪比非均勻量化信噪比55A律壓縮特性斜率斜率斜率斜率小信號(hào)小信號(hào)大信號(hào)大信號(hào)P34，圖圖2-202.4.3量化信噪比量化信噪比-非均勻量化信噪比非均勻量化信噪比lA律壓擴(kuò)特性非均勻量化信噪比律壓擴(kuò)特性非均勻量化信噪比 A律壓擴(kuò)特性的非均勻量化信噪比為：56 稱稱Q為

17、信噪比為信噪比“改善量改善量”2.4.3量化信噪比量化信噪比-非均勻量化信噪比非均勻量化信噪比lA律壓擴(kuò)特性非均勻量化信噪比律壓擴(kuò)特性非均勻量化信噪比57對(duì)于某個(gè)特定的對(duì)于某個(gè)特定的A值來說，改善值來說，改善量量Q值是個(gè)值是個(gè)常量常量。小信號(hào)小信號(hào)2.4.3量化信噪比量化信噪比-非均勻量化信噪比非均勻量化信噪比lA律壓擴(kuò)特性非均勻量化信噪比律壓擴(kuò)特性非均勻量化信噪比大信號(hào)大信號(hào)對(duì)于某個(gè)特定的對(duì)于某個(gè)特定的A值來說，改善值來說，改善量量Q值值隨隨20lgXe的的增大而線性遞減增大而線性遞減。2.4.3量化信噪比量化信噪比-非均勻量化信噪比非均勻量化信噪比lA律壓擴(kuò)特性非均勻量化信噪比律壓擴(kuò)特性非

18、均勻量化信噪比舉例，舉例，A=87.6，l=8，N=256P36，圖圖2-222.4.3量化信噪比量化信噪比-非均勻量化信噪比非均勻量化信噪比60lA律壓擴(kuò)特性非均勻量化信噪比律壓擴(kuò)特性非均勻量化信噪比舉例，舉例，A=87.6，l=8，N=2562.4.3量化信噪比量化信噪比-非均勻量化信噪比非均勻量化信噪比l思考思考1、對(duì)比非均勻量化信噪比和均勻量化信噪比，說對(duì)比非均勻量化信噪比和均勻量化信噪比，說明了什么？明了什么？在采用在采用相同編碼位數(shù)相同編碼位數(shù)的前提下：的前提下： 非均勻量化非均勻量化提高了小信號(hào)提高了小信號(hào)的量化信噪比，但是的量化信噪比，但是降降低了低了一些一些大信號(hào)大信號(hào)的量化

19、信噪比；而語音信號(hào)以小的量化信噪比；而語音信號(hào)以小信號(hào)為主，所以非均勻量化是適合的。信號(hào)為主，所以非均勻量化是適合的。612.4.3量化信噪比量化信噪比-非均勻量化信噪比非均勻量化信噪比lA律律13折線壓縮特性及量化信噪比折線壓縮特性及量化信噪比A律13折線量化信噪比的計(jì)算公式是：其中， 為相同編碼位數(shù)時(shí)均勻量化信噪比。 2.4.3量化信噪比量化信噪比-非均勻量化信噪比非均勻量化信噪比lA律律13折線壓縮特性及量化信噪比折線壓縮特性及量化信噪比P38，表表2-52.4.3量化信噪比量化信噪比-非均勻量化信噪比非均勻量化信噪比lA律律13折線壓縮特性及量化信噪比折線壓縮特性及量化信噪比依據(jù)依據(jù)P

20、38，表表2-5來來看此圖?？创藞D。P39，圖，圖2-242.5 編碼與解碼編碼與解碼2.5.1 二進(jìn)制碼組及編碼的基本概念二進(jìn)制碼組及編碼的基本概念1 1、二進(jìn)制碼組、二進(jìn)制碼組 目前常見的二進(jìn)制碼組有3種：一般二進(jìn)碼格雷二進(jìn)碼折疊二進(jìn)碼以四位碼構(gòu)成的碼組為例，說明各種二進(jìn)制碼組與所表示的數(shù)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系：參見表參見表2-62-6第第1 1位碼為極性碼，位碼為極性碼，00負(fù)，負(fù)，11正正余下幾位碼為幅值碼。余下幾位碼為幅值碼。2.5.1 二進(jìn)制碼組及編碼的基本概念二進(jìn)制碼組及編碼的基本概念-二進(jìn)制碼組（1）一般二進(jìn)碼（簡(jiǎn)稱二進(jìn)碼）一般二進(jìn)碼（簡(jiǎn)稱二進(jìn)碼）一個(gè)碼字與其所表示數(shù)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系是： 對(duì)

21、于雙極性信號(hào)來說，不如折疊二進(jìn)碼方便1201222.2lllAaaa67（2）折疊二進(jìn)碼）折疊二進(jìn)碼 統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)來看，折疊二進(jìn)碼的抗誤碼性能比一般二進(jìn)碼強(qiáng)。PCM通信系統(tǒng)中采用折疊二進(jìn)碼進(jìn)行編碼。2.5.1 二進(jìn)制碼組及編碼的基本概念二進(jìn)制碼組及編碼的基本概念-二進(jìn)制碼組l（3）格雷二進(jìn)碼）格雷二進(jìn)碼格雷碼與一般二進(jìn)碼的變換關(guān)系：2.5.1 二進(jìn)制碼組及編碼的基本概念二進(jìn)制碼組及編碼的基本概念-二進(jìn)制碼組l特點(diǎn)：特點(diǎn)：任一量化級(jí)過渡到相鄰的量化級(jí)時(shí)，碼字中只有一位碼發(fā)生變化。但在電路實(shí)現(xiàn)上較折疊二進(jìn)碼要復(fù)雜一些。69（1）編碼的概念）編碼的概念 編碼是將模擬信號(hào)樣值變換成對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼組。2.

22、5.1 二進(jìn)制碼組及編碼的基本概念二進(jìn)制碼組及編碼的基本概念-編碼的基本概念編碼的基本概念70（2）編碼的分類）編碼的分類線性編碼：具有均勻量化特性的編碼，即根據(jù)均勻量化間隔的劃分直接對(duì)樣值編碼。非線性編碼：具有非均勻量化特性的編碼，即根據(jù)非均勻量化間隔的劃分直接對(duì)樣值編碼。2.5.1 二進(jìn)制碼組及編碼的基本概念二進(jìn)制碼組及編碼的基本概念-編碼的基本概念編碼的基本概念712.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-A律律13折線的碼字安排折線的碼字安排在第1象限，第3象限共有16段，每一段稱為一個(gè)量化段一個(gè)量化段；根據(jù)A律13折線非均勻量化間隔的劃分直接對(duì)樣值編碼。采用折疊二進(jìn)碼編碼。P45

23、l1、A律律13折線非均勻量化間隔的劃分折線非均勻量化間隔的劃分2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-A律律13折線的碼字安排折線的碼字安排每個(gè)量化段，均分為每個(gè)量化段，均分為16等份等份量化級(jí)，（其量化間隔為量化級(jí)，（其量化間隔為 ，i=18）12123434565678 : : :2 = 2 :2 = 4 :2 = 8 :2 =16 :2 = 32 :2 = 64假設(shè)第假設(shè)第1量化段的長(zhǎng)度為：量化段的長(zhǎng)度為： ，則每個(gè)量化段的長(zhǎng)度為：，則每個(gè)量化段的長(zhǎng)度為：2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-A律律13折線的碼字安排折線的碼字安排P46，表，表2-8幫助記憶：1）起始電平

24、：除了第1量化段，其它段有2）量化間隔：除了第1量化段，其它段有2BiI量化段+222i 量化段l2、量化級(jí)數(shù)、量化級(jí)數(shù)N每個(gè)樣值編每個(gè)樣值編8位碼：位碼：12345678a a a a a a a al3、碼字安排、碼字安排P45，表，表2-72.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-A律律13折線的碼字安排折線的碼字安排2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-A律律13折線的碼字安排折線的碼字安排P46，表，表2-8段落碼：第1段 000 第2段 001第3段 010第4段 011第5段 100第6段 101 第7段 110第8段 111234a a a2.5.3 非線性編碼與解

25、碼非線性編碼與解碼-A律律13折線的碼字安排折線的碼字安排P46，表，表2-8量化量化段序段序號(hào)號(hào)電平范圍電平范圍（）段落碼段落碼a2a3a4段落起始段落起始電平電平IBi（）量化量化間隔間隔( (I)I)段內(nèi)碼對(duì)應(yīng)權(quán)值段內(nèi)碼對(duì)應(yīng)權(quán)值a5a6a7a88102420481111024645122561286475121024110512322561286432625651210125616128643216512825610012886432168464128011644321684332640103221684221632001161842110160000184212.5.3 非線性編碼與解

26、碼非線性編碼與解碼-A律律13折線的碼字安排折線的碼字安排P46，表，表2-82.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-A律律13折線編碼方法折線編碼方法l引入：引入：根據(jù)A律13折線非均勻量化間隔的劃分直接對(duì)樣值編碼。采用折疊二進(jìn)碼編碼（樣值的絕對(duì)值相同，幅度碼相同）樣值110101012.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-A律律13折線編碼方法折線編碼方法l樣值：電流 或電壓 下面以電流為例介紹編碼方法。SISU2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-A律律13折線編碼方法折線編碼方法l(1)極性碼110,10,0SSIaIa時(shí)時(shí)1a2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼

27、與解碼-A律律13折線編碼方法（幅度碼）折線編碼方法（幅度碼）l（2）幅度碼編碼規(guī)則編碼規(guī)則：SSi設(shè)I,1,0SRiiSRiiIIaIIa時(shí)時(shí)RiI:其中,i=28,為判定值2345678a a a a a a a判定值-各量化段或量化級(jí)的 分界點(diǎn)電平2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-A律律13折線編碼方法（幅度碼）折線編碼方法（幅度碼）l判定值的確定判定值的確定：段落碼判定值的確定-以量化段為單位逐次對(duì)分，對(duì)分點(diǎn)電平依次為 的判定值。24aa:2RI3RI3RI4RI4RI4RI4RI段落碼：第1段 000 第5段 100第2段 001 第6段 101 第3段 010 第7段

28、110第4段 011 第8段 111234a a a2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-A律律13折線編碼方法（幅度碼）折線編碼方法（幅度碼）P47，圖示，圖示-312.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-A律律13折線編碼方法（幅度碼）折線編碼方法（幅度碼）l判定值的確定判定值的確定：段內(nèi)碼判定值的確定-以某量化段內(nèi)量化級(jí)為單位逐次對(duì)分，對(duì)分點(diǎn)電平依次為 的判定值。58aa:某量化段2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-A律律13折線編碼方法（幅度碼）折線編碼方法（幅度碼）l判定值的確定判定值的確定：段內(nèi)碼判定值的確定86例題：例題：假設(shè)輸入樣值 ，按A律13折線編8

29、位碼，試將其編成相應(yīng)的碼字。解：1)第一次比較： ，故 。判定值為0。2)第二次比較：判定值 ，是14段和58段的對(duì)分點(diǎn)。 ，則 ，信號(hào)在58段。 444sI0444sI11a 1282RI1284442RsII21a 2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-A律律13折線編碼方法（例題）折線編碼方法（例題）873）第三次比較：判定值 ，是56段和78段的對(duì)分點(diǎn)。 則 ，信號(hào)在56段。 5123RI5124443RsII30a 4）第四次比較：判定值 ，是第5段和第6段的對(duì)分點(diǎn)。 ，則 ，信號(hào)在第6段。比較結(jié)果，段落碼為101，說明信號(hào)在第6段，第6段的起始電平 ，量化間隔 。 2564

30、RI4444256sRII 41a 2566BI1662.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-A律律13折線編碼方法（例題）折線編碼方法（例題）883841282568665BRII3844445RsII51a448641282564)8(65666aIIBR4484446RsII60a5）第5次比較：判定值，則6）第6次比較：判定值 ，則2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-A律律13折線編碼方法（例題）折線編碼方法（例題）89416321282562)4()8 (6665667aaIIBR4164447RsII71a866566676(8 )(4 )(2 )256128321

31、6432RBIIaaa 4324448RsII81a7）第7次比較：判定值 ，則8）第8次比較：判定值，則則最后的編碼碼字為：1 1 0 1 1 0 1 12.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-A律律13折線編碼方法（例題）折線編碼方法（例題）l1、編碼電平與編碼誤差（絕對(duì)值） 編碼電平編碼電平-編碼器輸出的碼字所對(duì)應(yīng)的電平。編碼電流 或編碼電壓 。以電流為例：2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-碼字的對(duì)應(yīng)電平碼字的對(duì)應(yīng)電平CICU段落起始電平段落量化間隔段內(nèi)碼編碼誤差編碼誤差:CCSeII2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-碼字的對(duì)應(yīng)電平碼字的對(duì)應(yīng)電平段內(nèi)碼段落碼

32、2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-碼字的對(duì)應(yīng)電平碼字的對(duì)應(yīng)電平51288 176184結(jié)論：編碼電平是樣值所在量化級(jí)的起始電平。2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-碼字的對(duì)應(yīng)電平碼字的對(duì)應(yīng)電平2、解碼電平與解碼誤差（絕對(duì)值）1）解碼電平-是解碼器的輸出電平。 解碼電流 或解碼電壓 。DIDU2iDCII2）解碼誤差：DDSeII例：接上例，求出此碼字對(duì)應(yīng)的解碼電平及解碼誤差。結(jié)論：解碼電平是樣值所在量化級(jí)的中間值。解碼誤差不超過2i94其基本電路結(jié)構(gòu)由兩大部分組成：（1）碼字判決和碼形成電路（2）判定值的提供電路本地解碼器圖見P49（圖2-32）2.5.3 非線性編碼與解

33、碼非線性編碼與解碼-逐次漸近型編碼器逐次漸近型編碼器952.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-逐次漸近型編碼器逐次漸近型編碼器碼字判決與碼形成電路碼字判決與碼形成電路判定值提供電路判定值提供電路2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-逐次漸近型編碼器逐次漸近型編碼器l碼字判決和碼形成電路對(duì)樣值取絕對(duì)值將樣值取絕對(duì)值與判定值進(jìn)行比較，編出幅度碼。2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-逐次漸近型編碼器逐次漸近型編碼器 判定值提供電路先行碼2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-逐次漸近型編碼器逐次漸近型編碼器l(1)串/并變換記憶電路 與反饋碼 的對(duì)應(yīng)關(guān)系： 對(duì)于先行碼

34、（已編好的碼）： 對(duì)于當(dāng)前碼（正準(zhǔn)備編的碼）： 對(duì)于手續(xù)碼（尚未編的碼）：28MM:iaiiMa1iM 0iM 2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-逐次漸近型編碼器逐次漸近型編碼器l(1)串/并變換記憶電路（例題）例：已經(jīng)編出 ，準(zhǔn)備編 碼，確定其并行輸出 。則有：2341,0,0aaa5a28MM:2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-逐次漸近型編碼器逐次漸近型編碼器(2)7/11變換u作用-將7位非線性幅度碼轉(zhuǎn)換為11位線性幅度碼111BBl為什么要7/11變換？11位線性幅度碼對(duì)應(yīng)的權(quán)值如下：1234567891011B B B B B B B B B B B10(2

35、)9(2 )8(2 )7(2 )6(2 )5(2 )4(2 )3(2 )2(2 )1(2 )0(2 )11個(gè)恒流源個(gè)恒流源而段落碼的判定值有：16 32 64 128 256 512 1024（）均包含于上述均包含于上述11個(gè)恒流源中個(gè)恒流源中2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-逐次漸近型編碼器逐次漸近型編碼器(2)7/11變換段內(nèi)碼的判定值： 、1、2、4、8均包含于上述均包含于上述11個(gè)恒流源中個(gè)恒流源中BiIu7/11變換的目的變換的目的-為了產(chǎn)生判定值，要得到為了產(chǎn)生判定值，要得到11個(gè)恒個(gè)恒流源，所以要流源，所以要7/11變換。變換。2.5.3 非線性編碼與解碼非線性編碼與解碼-逐次漸近型編碼器逐次漸近型編碼器(2)7/11變換的方法7位非線性幅度碼對(duì)應(yīng)的碼字電平位非線性幅度碼對(duì)應(yīng)的碼字電平=11位線性幅度碼對(duì)應(yīng)的碼字電平位線性幅度碼對(duì)應(yīng)的碼字電平 （看作（看作 ）對(duì)應(yīng)的碼字電平為：）對(duì)應(yīng)的碼字電平為：28MM28aa對(duì)應(yīng)的碼字電平為：對(duì)應(yīng)的碼字電平為：111BB2.5.3