调制技术



构建PCM信号遵循几种调制技术。这些技术,例如采样、量化压扩,有助于创建有效的PCM信号,可以精确地再现原始信号。

量化

模拟信号的数字化涉及对近似等于模拟值的值进行四舍五入。采样方法选择模拟信号上的几个点,然后连接这些点以将值四舍五入到接近稳定的值。此过程称为量化

模拟信号的量化是通过使用多个量化级别对信号进行离散化来完成的。量化是用有限的电平表示采样幅度值,这意味着将连续幅度样本转换为离散时间信号

下图显示了模拟信号如何被量化。蓝线表示模拟信号,红线表示量化信号。

Quantization

采样和量化都会导致信息丢失。量化器输出的质量取决于所使用的量化级别数。量化输出的离散幅度称为表示电平重建电平。两个相邻表示电平之间的间距称为量子步长

PCM中的压扩

术语压扩缩和展的组合,这意味着它同时执行两者。这是一种用于PCM的非线性技术,它在发射机处压缩数据,并在接收机处扩展相同的数据。使用此技术可以减少噪声和串扰的影响。

有两种压扩技术。

A律压扩技术

  • A = 1时实现均匀量化,其中特性曲线是线性的,没有压缩。

  • A律在原点具有中升特性。因此,它包含一个非零值。

  • A律压扩用于PCM电话系统。

  • A律在世界许多地区使用。

µ律压扩技术

  • µ = 0时实现均匀量化,其中特性曲线是线性的,没有压缩。

  • µ律在原点具有中点特性。因此,它包含一个零值。

  • µ律压扩用于语音和音乐信号。

  • µ律在美国和日本使用。

差分脉冲编码调制 (DPCM)

当使用PCM技术编码时,高度相关的样本会留下冗余信息。为了处理这些冗余信息并获得更好的输出,明智的做法是从其之前的输出中假设预测采样值,并将它们与量化值汇总。

此过程称为差分脉冲编码调制 (DPCM)技术。

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