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1、模数转换要经过抽样、量化和编码三个步骤。第三章脉冲编码调制PCM§3.1脉冲编码调制PCM基本原理模拟信源预滤波器抽样器波形编码器量化、编码x(t)x(n)模拟信源重建滤波器抽样保持，低通波形解码器数字信道脉冲编码调制(PCM)简称脉码调制。包括三个过程：抽样、量化、编码。抽样是把连续时间模拟信号转换成离散时间连续幅度的抽样信号；量化是把离散时间连续幅度的抽样信号转换成离散时间离散幅度的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。3.23.92.83.41.24.2模拟话音采样时钟PAM信号PCM信号采样电路量化和编码数字化声音话音信道带宽<4KHz采样时钟频率：8KHz(>
2、2倍话音最大频率)量化级数：256级(8位二进制码表示)数据率：8000次/s*8bit=64Kb/s∴每路PCM信号的速率=64000bps例：语音信号要在数字线路上传输，必须将语音信号转换成数字信号。这需要经过三个步骤：采样、量化、编码。编码后的信号称为PCM（PulseCodedModulation）信号（脉码调制信号）PCM转换过程举例原始信号PAM脉冲PCM脉冲（有量化误差）011100011011001100PCM输出3.23.92.83.41.24.2343314011100011011001100脉冲编码过程是模拟信号调制一个二进制脉冲序列，载波是脉冲序列，调制改变脉冲序列
3、的有无（或“1”、“0”）§3.2低通与带通抽样定理抽样定理是任何模拟信号（语音、图象等）数字化的理论基础。一、低通抽样定理一个频带限制在（0，fH）内的连续信号x(t)，如果抽样频率fs大于或等于2fH，则可以由抽样序列无失真地恢复原始信号。反之，fs<2fH，则会产生失真。动画示意图:动画动画§3.3实际抽样抽样定理中要求抽样脉冲序列是理想冲激脉冲序列,称为理想抽样。但实际抽样电路中抽样脉冲具有一定持续时间,分为平顶抽样(脉宽期间幅度不变);自然抽样(脉宽期间幅度变化)一、自然抽样设抽样脉冲序列为:h(t)（见附录）§3.4标量量化一、标量量化量化过程就是把一个连续幅度值的无限数集合映
4、射成一个离散幅度值的有限集合。Q(x)量化器x模拟入y量化值3.23.92.83.41.24.2343314011100011011001100§3.5最佳量化器最佳量化就是使量化误差的均方值最小。其必要条件是:f(t)§3.6均匀量化均匀量化的小信号的信噪比小（如右图）。非均匀量化：由于一些信源信号，如语音信号，小幅度信号发生的概率大于大幅度信号的概率，采用非均匀量化（即小幅度量化的步长小于大信号幅度的量化步长）效果更好（表现在语音信号上，可以使信号具有足够的信噪比，如25dB，具有足够的动态范围，40dB）。非均匀量化特性通常是把信号通过一个非线性的设备，小信号幅度进行放大，大信号幅度
5、进行压缩，再通过均匀量化实现。§3.7非均匀量化压缩与扩张实现非均匀量化的方法之一是采用压缩扩张技术，其特点是在发送端对输入模拟信号进行压缩处理后再均匀量化，在接收端进行相应的扩张处理。如图所示。由图中看出，非线性压缩特性中，小信号时的压缩特性曲线斜率大，而大信号时压缩特性曲线斜率小。经过压缩后，小信号放大变成大信号，再经均匀量化后，信噪比就较大了。在接收端经过扩张处理，还原成原信号。§3.8对数量化及其折线近似量化器输入工作动态范围为45dB左右，按照在动态范围内量化噪声尽可能保持平稳的要求来设计的量化器具有对数量化特性，称为对数量化器。特点：大信号，信噪比相对于均匀量化低一点；小信号，
6、信噪比则明显提高。L=256（n=8）的对数量化器能满足长话的质量要求。量化器输出信噪比始终保持为常数。对数压缩特性相当于对输入信号x的小信号电平值放大倍数大，对大信号电平值放大倍数小，从而压缩了信号的动态范围。但理想的对数放大是无法实现的。一、A律变换：A=1A=2A=87.6ITU－T建议：A＝87.6。这样，信号的信噪比SNR得到改善。二、μ律变换：在A律中,A=94.4对应μ律。A律的工程实现采用13折线逼近以输入信号为正来看，输入信号被归一化到（0，1）范围，该区间被分为不均匀的8个区间，每个区间的量化步长以2的倍数递增。其具体分法如下:将区间[0，1]一分为二，其中点为1/2,
7、取区间[1/2,1]作为第八段;区间[0,1/2]再一分为二，其中点为1/4,取区间[1/4,1/2]作为第七段;区间[0,1/4]再一分为二，其中点为1/8,取区间[1/8,1/4]作为第六段;区间[0,1/8]一分为二，中点为1/16,取区间[1/16,1/8]作为第五段;区间[0,1/16]一分为二，中点为1/32,取区间[1/32,1/16]作为第四段;区间[0,1/32]一分为二，中点为1/64,取区间[1/6
