均勻編碼的概念
均勻編碼(uniform encoding)是指在脈碼調製中,根據已確定的代碼,用一組字元信號來表示模擬信號的均勻量化樣值的過程。
用脈碼調製方式進行通信的一個首要問題是把時間連續,取值連續的模擬信號轉換成時間離散,取值離散的數位訊號傳送。這個數位化過程包括抽樣、量化、編碼等幾個主要步驟。
均勻量化也稱線性量化或線性編碼,是量化率中最簡單的情況。由於是均勻劃分量化級,則有:
這說明:如果信號的幅值不超出過載電平,則量化失真功率僅和量化間隔的1,即和量化級數N有關,而與信號的形式,大小無關。此物理概念不難理解:因為量化間隔相同,因此信號無論在那個量化級,它的量化誤差都相同。失真功率和信號無關。而S.d.r值就隨信號功率增大而增加。但當信號過大以致超出過載電平的機率較大,過載量化失真功率不能忽視時,S.d.r值將隨信號增大而下降。
均勻編碼的基本原理
用
脈碼調製方式進行通信的一個首要問題是把時間連續,取值連續的模擬信號轉換成時間離散,取值離散的數位訊號傳送。這個數位化過程包括抽樣、量化、編碼等幾個主要步驟。下面以單路電話語音信號的數位化過程為例說明:
首先是抽樣,它是把連續話音信號變成時間離散信號的過程。把信號接到由電子開關構成的抽樣門上,在抽樣脈衝的控制下,抽樣門每隔
秒短促地閉合一下。每閉合一次,抽樣門輸出一個窄脈衝,這就完成了一次抽樣。窄脈衝的幅度正是話音信號在抽樣時刻的瞬間幅值,故稱此脈衝為話音信號的樣值。依次抽樣的結構,抽樣門輸出已周期為
秒的樣值脈衝序列。
抽樣後,已得到時間離散化的PAM信號,但幅度取值仍是連續的,因此還要完成幅度取值的離散化。這就是量化的過程。
信息進行量化就會帶來量化失真。而這種失真的大小顯然和量化規律也就是量化方法有關。量化失真功率及信號量化失真比是判斷量化率優劣的主要依據。
正弦信號多為測試設備時所用,計算它的S.d.r值有實際意義。此時
,有效值
如振幅
信號不過載,只有為過載量化失真
。設n為編碼比特數,N=
。
當輸入話音時,在均勻量化的情況下,未過載量化失真功率與正弦波時一樣。