PCM编、译码电路的设计(DOC)

发布时间：2018-09-16 00:03:35 来源：文档文库

小中大

字号：

手机查看

PCM编、译码电路的设计

南华大学南校区电子信息工程9911班 13号周鹏

摘要：介绍了PCM通信系统的组成，具体分析了脉冲编码调制的工作原理，及所设计的电路原理，设计表明该PCM系统具有很好的稳定性、功耗低、调试简单等特性，具有一定的使用价值。

关键词：脉冲编码调制（PCM）；编、译码；TP3067

一、前言

脉冲编码（PCM）技术已经在数字通讯系统中得到了广泛的应用。十多年来，由于超大规模的集成技术的发展，PCM通讯设备在缩小体积、减轻重量、降低功耗、简化调试以及方便维护等方面都有了显著的改进。目前，数字电话终端机的关键部件，如编译码器（Codec）和话路滤波器等都实现了集成化。

二、脉冲编码调制（PCM）原理

所谓的脉冲编码调制，就是将模拟信号的抽样量化值变换成代码。PCM通讯系统的组成方框图如图1所示。图中，输入的模拟信号m(t)经抽样、量化、编码后变成了数字信号（PCM信号），经信道传输到达接受端，先由译码器恢复出抽样值，再经低通滤波器滤出模拟基带信号m(t)。通常，将量化与编码的组合称为模/数变换器（A/D变换器）；译码与低通滤波的组合称为数/模变换器（D/A变换器）。

A/D变换

m(t) msq(t) 干扰

ms(t)

m(t) msq(t)

图1 PCM通信系统的组成方框图

在13折线编码的方法中，无论输入的信号是正还是负，均按8段折线进行编码，用8位二进制码c1c2c3c4c5c6c7c8来表示。其中第一位码c1表示量化值的极性，称为极性码；第二至第四位3位码c2c3c4的8种可能状态来分别代表8个段落的起点电平，称为段落码；第五至第八位4位码c5c6c7c8的16种可能状态用来分别代表每一段落的均匀划分的量化级，称为段内码。这样处理的结果，8个段落被划分成128个量化级。该编码的方法是把压缩、量化和编码合为一体的方法。

在13折线编码的方法中，第一、第二段最，每一小段归一化长度为1/2048，即一个最小量化间隔；第八段最长，每一小段归一化长度为1/32，包含64个最小量化间隔。采用13折线编码方法，在保证小信号区间量化间隔相同的条件下，7位非线性编码与11位线性编码等效。由于非线性编码的码位数减少，因此设备简化，所需传输系统带宽减小。

输入 Is |Is|>IW “1”

|Is|W “0”

极性码 c1

本地译码器

图2 逐次比较型编码器的原理方框

逐次比较型编码器的原理方框如图2，它由整流器、保持电路、比较器及本地译码电路等组成。编码器的任务就是要根据输入的样值脉冲编出相应的8位二进制代码，除第一位极性码外，其他7位二进制代码是通过逐次比较确定的。预先规定好一些作为标准的电流（或电压），称为权值电流，用符号IW表示。IW的个数与编码位数有关。当样值脉冲Is到来后，用逐步逼近的方法有规律地用各标准电流IW去和样值脉冲比较，每比较一次出一位码，直到IW和抽样值Is逼近为止。

整流器用来判别输入样值脉冲的极性，编出第一位码（极性码）。样值为正时，出“1”码；样值为负值时，出“0”码。同时将双极性脉冲变换成单极性脉冲。比较器通过样值电流Is和标准电流IW进行比较，从而对输入信号抽样值实现非线性量化和编码。每比较一次输出一位二进制代码，且当|Is|＞IW时，出“1”码；反之出“0”码。由于在13折线法中用了7位二进代码来代表段落和段内码，所以对一个输入信号的抽样值需要进行7次比较。每次所需的标准电流IW均由本地译码电路提供。本地译码电路包括记忆电路、7/11变换电路和恒流源。记忆电路用来寄存二进制代码，因除第一次比较外，其余各次比较都要依据前几次比较的结果来确定标准电流IW值，因此，7位码组中的前6位状态均应由记忆电路寄存下来。7/11变换电路就是一个数字压缩器，因为采用非均匀量化的7位非线性编码等效于11位线性码，而比较器只能编7位码，因此反馈到本地译码电路的全部码也只有7位。因为恒流源有11个基本权值电流支路，需要11个控制脉冲来控制，所以必须经过变换，把7位码变成11位码，其实质就是完成非线性和线性之间的变化。恒流源用来产生各种标准电流值。为了获得各种标准电流IW，在恒流源中有数个基本权值电流支路。基本的权值电流个数与量化级数有关。保持电路的作用是保持输入信号的抽样值在整个比较过程中具有一定的幅度。由于逐次比较型编码器编7位码（除极性码外）需要将Is与IW比较7次，在整个比较过程中都应保持输入信号的幅度不变，故需要采用保持电路。