脉冲编码调制技术的讲解

2018-7-26

中文称脉冲编码调制(Pulse Code Modulation,PCM),由A.里弗斯于1937年提出的,这一概念为数字通信奠定了基础,60年代它开始应用于市内电话网以扩充容量,使已有音频电缆的大部分芯线的传输容量扩大24~48倍。到70年代中、末期,各国相继把脉码调制成功地应用于同轴电缆通信、微波接力通信、卫星通信和光纤通信等中、大容量传输系统。80年代初,脉冲编码调制已用于市话中继传输和大容量干线传输以及数字程控交换机,并在用户话机中采用。

在音频处理中,我们会经常听到PCM数据,那么什么是PCM数据呢?

PCM基本简介:

PCM 相关图片在光纤通信系统中,光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码,它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的,称为PCM(Pulse-code modulation),即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号,由PCM电端机产生。现在的数字传输系统都是采用脉码调制(Pulse-code modulation)体制。PCM最初并非传输计算机数据用的,而是使交换机之间有一条中继线不是只传送一条电话信号。PCM有两个标准(表现形式)即E1和T1。

中国采用的是欧洲的E1标准。T1的速率是1.544Mbit/s,E1的速率是2.048Mbit/s。

脉冲编码调制可以向用户提供多种业务,既可以提供从2M到155M速率的数字数据专线业务,也可以提供话音、图象传送、远程教学等其他业务。特别适用于对数据传输速率要求较高,需要更高带宽的用户使用。

PCM数据就是模拟信号经过PCM以后的数字信号,PCM就是把音频信号由模拟信号(时间连续,取值连续)转为数字信号(时间离散,取值离散)的过程。数字信号有很多优点,因此一般传输的信号都是数字信号。

PCM,也叫作脉冲编码调制,这个处理过程要经过采样->量化->编码的过程。

采样:

采样就是用一个脉冲信号和被采样信号在时域进行相乘的过程。会把时间连续的数字信号变为时间离散的数字信号。

量化:

量化就是把数值上连续的抽样值变为离散电平值的过程。量化有很多种方法,比如线性量化、A率、μ率等。

线性量化:

量化间隔是一个常数。

A率PCM


可以看到,A率对于0电平附近的电平区分度较大,这也符合一般数字信号的分布规律。

这种编码是国际标准。

μ率PCM

将y轴均匀分为8段,当y=i/8时,x=(2**i-1)/255

日本和美国多用这种编码。

一些术语

采样频率:即采样脉冲的间隔的倒数。采样频率不能低于信号通带频率的两倍。

采样深度:也称位深度,量化深度,即每一个点用几个bit表示。一般来说采样深度越高,对信号电平值描述越精确。






暗色背景
手机扫码阅读本页