时的量化信噪比就难以达到给定的要求。通常,把满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为动态范围,可见,均匀量化时的信号动态范围将受到较大的限制。为了克服这个缺点,实际中,往往采用非均匀量化。
非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号取值小的区间,其量化间隔v也小;反之,量化间隔就大。它与均匀量化相比,有两个突出的优点。首先,当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度(实际中常常是这样)时,非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比;其次,非均匀量化时,量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同,即改善了小信号时的量化信噪比。
实际中,非均匀量化的实际方法通常是将抽样值通过压缩再进行均匀量化。通常使用
1
f的压缩器中,大多采用对数式压缩。广泛采用的两种对数压缩律是压缩律和A压缩律。
美国采用压缩律,我国和欧洲各国均采用A压缩律,因此,PCM编码方式采用的也是A
压缩律。
所谓A压缩律也就是压缩器具有如下特性的压缩律:
yAx0X1
1l
A
A
y1l
Ax1X11l
AA
A律压扩特性是连续曲线,A值不同压扩特性亦不同,在电路上实现这样的函数规律
是相当复杂的。实际中,往往都采用近似于A律函数规律的13折线(A876)的压扩特
性。这样,它基本上保持了连续压扩特性曲线的优点,又便于用数字电路实现,本设计中
y1
7
8
6
8
5
8
4
(6)
8
3
(5)
8(4)
2
8(3)1
8(2)
(1)
(7)
(8)
未压缩
0
11
1
1
1
1
168
4
2
1281
1
32
64
所用到的PCM编码正是采用这种压扩特性来进行编码的。图13示出了这种压扩特性。
2
f图1313折线表11列出了13折线时的x值与计算x值的比较。
表11
y
1
2
3
4
5
6
7
0
1
8
8
8
8
8
8
8
x
1
1
1
1
1
1
1
0
1
128606306154779393198
按折线
1
1
1
1
1
1
1
分段时的x
0
12864
32
16
8
4
2
1
段落
1
2
3
4
5
6
7
8
斜率
1
1
16
16
8
4
2
1
2
4
表1中第二行的x值是根据A876时计算得到的,第三行的x值是13折线分段时的值。可见,13折线各段落的分界点与A876曲线十分逼近,同时x按2的幂次分割有利于数字化。
33编码
所谓编码就是把量化后的信号变换成代码,其相反的过程称为译码。当然,这里的编码和译码与差错控制编码和译码是完全不同的,前者是属于信源编码的范畴。
在现有的编码方法中,若按编码的速度来分,大致可分为两大类:低速编码和高速编码。通信中一般都r