PCM通信设备基本原理介绍ppt
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PCM原理什么是PCM?PCM是pulse code modulation的缩写。
翻译成中文是脉冲编码调制脉冲编码调制就是把一个时间连续,取值连续的模拟信号变换成时间离散,取值离散的数字信号后在信道中传输。
脉冲编码调制就是对模拟信号先抽样,再对样值幅度量化,编码的过程。
抽样所谓抽样就是不断地以固定的时间间隔采集模拟信号当时的瞬时值。
图1―1是一个抽样概念示意图,假设一个模拟信号f(t)通过一个开关,则开关的输出与开关的状态有关,当开关处于闭合状态,开关的输出就是输入,即y(t)=f(t),若开关处在断开位置,输出y(t)就为零。
可见,如果让开关受一个窄脉冲串(序列)的控制,则脉冲出现时开关闭合,则脉冲消失时开关断开,此输出y(t)就是一个幅值变化的脉冲串(序列),每个脉冲的幅值就是该脉冲出现时刻输入信号f(t)的瞬时值,因此,y(t)就是对f(t)抽样后的信号或称样值信号。
图1―1 抽样概念示意图图1―2是脉冲编码调制的过程示意图。
图1―2(a)是一个以Ts为时间间隔的窄脉冲序列p(t),因为要用它进行抽样,所以称为抽样脉冲。
在图1―2(b)中,v(t)是待抽样的模拟电压信号,抽样后的离散信号k(t)的取值分别为k(0)=0.2,k(Ts)=0.4,k(2Ts)=1.8,k(3Ts)=2.8,k(4Ts)=3.6,k(5Ts)=5.1,k(6Ts)=6.0,k(7Ts)=5.7,k(8Ts)=3.9,k(9Ts)=2.0,k(10Ts)=1.2。
可见取值在0~6之间是随机的,也就是说可以有无穷个可能的取值。
在图1―2(c )中,为了把无穷个可能取值变成有限个,对k(t)的取值进行量化(即四舍五入),得到m(t)。
则m(t)的取值变为m(0)=0.0,m(Ts)=0.0,m(2Ts)=2.0,m(3Ts)=3.0,m(4Ts)=4.0,m(5Ts)=5.0,m(6Ts)=6.0,m(7Ts)=6.0,m(8Ts)=4.0,m(9Ts)=2.0,m(10Ts)=1.0,总共只有0、1、2、3、4、5、6等七个可能的取值。
PCM原理及应用PCM(Pulse Code Modulation)是一种脉冲编码调制技术,通常用于将模拟信号转换为数字信号。
PCM利用采样、量化和编码三个步骤将连续变化的模拟信号离散化为一系列脉冲编码,然后通过传输、存储等方式进行处理和传输。
1.采样:连续的模拟信号经过等间隔的时间采样,将每个采样点的幅值转换为数字形式的样本点。
2.量化:对采样得到的模拟信号样本进行量化处理,将其限定在有限的取值范围内。
量化过程中,将二进制码的位数确定为N位,最大量化误差为±Δ,Δ为量化间隔。
3.编码:将量化后的样本点,通过一定的编码方式进行处理,将其转换为相应的二进制码串。
PCM应用:2.音频存储与播放:音频数据在存储和播放时常使用PCM编码。
将模拟音频信号转换为数字信号,可以有效降低信号丢失和失真,提供更高质量的音频播放效果。
3.彩色视频压缩:在彩色视频压缩中,PCM技术可以用于将RGB信号转换为数字信号。
利用PCM的原理,可以对每个像素点的亮度和色度进行采样和编码,实现对彩色视频的压缩和存储。
4.音频信号处理:PCM被广泛应用于音频信号的数字处理中,常用于音频信号变换、滤波、混音等处理过程。
PCM编码的数字信号具有稳定性和可处理性,方便进行各种音频信号处理。
5.图像处理:在图像处理中,PCM技术可以用于灰度图像的数字化处理。
通过对图像的采样、量化和编码,将图像转换为数字信号,方便进行图像处理和存储。
总结:PCM是一种将模拟信号转换为数字信号的编码技术,通过采样、量化和编码等步骤,将连续的模拟信号离散化为一系列脉冲编码。
PCM广泛应用于通信系统、音频存储与播放、彩色视频压缩、音频信号处理和图像处理等领域,提高了信号传输和处理的效率和质量。