36604-3a主編第3章信源編碼

信源編碼的基本概念

脈沖編碼調制

差分脈沖編碼調制

增量調制3.1信源編碼的基本概念語音和圖像是我們在生活中遇到的最常見的信息源。常規的通信主要就是語音通信和圖像通信。語音信源的編碼稱為語音編碼，圖像信源的編碼稱為圖像編碼，兩者的基本原理是一致的。3.2脈沖編碼調制圖3-1PCM系統的原理框圖3.2脈沖編碼調制3.2.1抽樣與抽樣定理

3.2.2量化

3.2.3編碼與解碼3.2.1抽樣與抽樣定理

對于頻帶被限制在(0，fH)內的連續模擬信號m(t)，若以Ts≤1/(2fH)的時間間隔對其進行等間隔(均勻)抽樣，根據此得到抽樣信號可以不失真地重建原信號m(t)。圖3-2模擬信號的抽樣過程設一個帶通模擬信號m(t)的頻帶寬度B=fH-fL，fH為信號最高頻率，fL為信號最低頻率，其頻譜如圖3-3所示。其最低抽樣頻率為fsmin式中，B為信號帶寬；n為商fH/B的整數部分，n=1，2，…；k為商fH/B的小數部分，0<k<1。（3-6）圖3-3帶通模擬信號的頻譜圖3-4與的關系曲線圖3.2.2量化

3.2.2量化圖3-5量化過程（3-8）將抽樣后信號的取值域按等間隔劃分的量化稱為均勻量化。（3-9）（3-10）（3-12）(1)A壓縮律及13折線法

(2)μ壓縮律和15折線法（3-13）圖3-6壓縮特性曲線(1)A壓縮律及13折線法(1)A壓縮律及13折線法(1)A壓縮律及13折線法圖3-7A律13折線的特性曲線(1)A壓縮律及13折線法圖3-8A律13折線的完整特性曲線(2)μ壓縮律和15折線法（3-15）(2)μ壓縮律和15折線法圖3-9μ律15折線的特性曲線(2)μ壓縮律和15折線法(2)μ壓縮律和15折線法表3-2μ律15折線的斜率折線段號12345678斜率/2551/81/161/321/641/1281/2561/5121/10243.2.3編碼與解碼

4.PCM系統的抗噪聲性能表3-6段內碼與抽樣值的關系量化間隔起止范圍

（量化單位）段內碼量化間隔起止范圍

（量化單位）段內碼151984~2048111171472~15360111141920~1984111061408~14720110131856~1920110151344~14080101121792~1856110041280~13440100111728~1792101131216~12800011101664~1728101021152~1216001091600~1664100111088~1152000181536~1600100001024~108800001)整流器：將輸入的雙極性信號變成單極性信號，并輸出極性碼c1。

2)保持電路：在整個編碼周期內保持輸入信號的幅值不變。

3)比較器：是編碼器的核心。

4)本地譯碼器：由記憶電路、7/11變換電路和恒流源組成，用于產生每次比較所需的各個權值電流Iw。圖3-11逐次比較型編碼器的原理框圖圖3-12逐次比較型譯碼器的原理框圖4.PCM系統的抗噪聲性能（3-17）（3-18）（3-19）4.PCM系統的抗噪聲性能(3-20)(3-22)(3-23)3.3差分脈沖編碼調制3.3.1差分脈沖編碼調制原理

3.3.2差分脈沖編碼調制系統的抗噪聲性能3.3.1差分脈沖編碼調制原理前面介紹的PCM系統傳輸1路數字信號的數據速率為64kbit/s，理論上需要占用32kHz帶寬，而傳輸1路模擬僅需要4kHz帶寬。相比之下，傳輸PCM信號占用的帶寬大很多。也就是說，數字通信將比模擬通信付出更多的帶寬成本，這是數字通信不如模擬通信的地方。但是，由于數字通信帶來的好處遠遠超過它的缺點，因此PCM系統仍然得到了廣泛的應用。當然，我們還是要想辦法盡可能地降低數字信號的傳輸速率，降低信號帶寬，提高頻帶利用率。常用的改進辦法是采用預測編碼。預測編碼方法有多種，差分脈沖編碼調制(DifferentialPCM，DPCM)，簡稱差分脈碼調制，是其中廣泛應用的一種基本的預測方法。3.3.1差分脈沖編碼調制原理圖3-13DPCM系統原理框圖

a)編碼器b)譯碼器3.3.2差分脈沖編碼調制系統的抗噪聲性能（3-27）（3-28）3.3.2差分脈沖編碼調制系統的抗噪聲性能（3-30）（3-32）（3-33）3.3.2差分脈沖編碼調制系統的抗噪聲性能（3-34）（3-35）（3-38）3.4增量調制3.4.1增量調制原理

3.4.2增量調制系統的抗噪聲性能3.4.1增量調制原理圖3-14增量調制系統的原理框圖

a)編碼器b)譯碼器3.4.1增量調制原理圖3-15增量調制系統的原理框圖3.4.1增量調制原理圖3-16增量調制實例3.4.2增量調制系統的抗噪聲性能（3-39）3.4.2增量調制系統的抗噪聲性能圖3-17增量調制的量化噪聲

a)基本量化噪聲b)過載量化噪聲3.4.2增量調制系統的抗噪聲性能（3-40）（3-41）