脉冲编码调制

调制是指根据消息信号的瞬时值改变载波信号的一个或多个参数的过程。

消息信号是要传输进行通信的信号，载波信号是高频信号，不包含数据，但用于远距离传输。

有许多调制技术，根据所采用的调制类型进行分类。在所有这些技术中，使用的数字调制技术是脉冲编码调制 (PCM)。

对信号进行脉冲编码调制是为了将其模拟信息转换为二进制序列，即1 和0。PCM 的输出将类似于二进制序列。下图显示了关于给定正弦波的瞬时值的 PCM 输出示例。

PCM 不是产生脉冲序列，而是产生一系列数字或位，因此此过程称为数字。尽管每个数字都采用二进制代码，但它们表示该时刻信号样本的近似幅度。

在脉冲编码调制中，消息信号由一系列编码脉冲表示。此消息信号是通过在时间和幅度上以离散形式表示信号来实现的。

PCM 的基本要素

脉冲编码调制器电路的发射机部分包括采样、量化和编码，这些操作在模数转换器部分执行。采样之前的低通滤波器可防止消息信号的混叠。

接收机部分的基本操作是受损信号的再生、解码和量化脉冲序列的重建。以下是 PCM 的框图，它表示发射机和接收机部分的基本要素。

低通滤波器

此滤波器消除输入模拟信号中存在的高于消息信号最高频率的高频分量，以避免消息信号的混叠。

采样器

这是一种技术，有助于在消息信号的瞬时值处收集样本数据，以便重建原始信号。根据采样定理，采样率必须大于消息信号最高频率分量W的两倍。

量化器

量化是减少过量位并限制数据的过程。当采样输出提供给量化器时，它会减少冗余位并压缩值。

编码器

编码器执行模拟信号的数字化。它用二进制代码指定每个量化级别。此处执行的采样是采样保持过程。这三个部分（LPF、采样器和量化器）将充当模数转换器。编码可最大程度地减少使用的带宽。

再生中继器

此部分增强信号强度。信道输出也包含一个再生中继器电路，以补偿信号损耗并重建信号，以及增强其强度。

解码器

解码器电路对脉冲编码波形进行解码以再现原始信号。该电路充当解调器。

重建滤波器

在再生电路和解码器完成数模转换后，采用一个低通滤波器，称为重建滤波器，以获取原始信号。

因此，脉冲编码调制器电路对给定的模拟信号进行数字化、编码和采样，然后以模拟形式传输。整个过程以相反的模式重复，以获得原始信号。