(整理)脉冲编码
脉冲编码调制
脉冲编码调制* 脉码调制(Pulse Code Modulation)。
是一种对模拟信号数字化的取样技术，将模拟语音信号变换为数字信号的编码方式，特别是对于音频信号。
PCM 对信号每秒钟取样8000 次；每次取样为8 个位，总共64 kbps。
取样等级的编码有二种标准。
北美洲及日本使用Mu-Law 标准，而其它大多数国家使用A-Law 标准。
* PCM主要经过3个过程：抽样、量化和编码。
抽样过程将连续时间模拟信号变为离散时间、连续幅度的抽样信号，量化过程将抽样信号变为离散时间、离散幅度的数字信号，编码过程将量化后的信号编码成为一个二进制码组输出。
相关概念：所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。
所谓量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。
所谓编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。
脉冲编码调制(PCM,Pulse Code Modulation)。
)Claude E. Shannon于1948年发表的“通信的数学理论”奠定了现代通信的基础。
同年贝尔实验室的工程人员开发了PCM技术，虽然在当时是革命性的，但今天脉冲编码调制被视为是一种非常单纯的无损耗编码格式，音频在固定间隔内进行采集并量化为频带值，其它采用这种编码方法的应用包括电话和CD。
PCM主要有三种方式：标准PCM、差分脉冲编码调制(DPCM)和自适应D PCM。
在标准PCM中，频带被量化为线性步长的频带，用于存储绝对量值。
在DPCM中存储的是前后电流值之差，因而存储量减少了约25%。
自适应DPCM改变了DPCM的量化步长，在给定的信造比(SNR)下可压缩更多的信息。
希望我的回答对你有用biwaywbdk2009-08-18 23:02:50FANUC数控系统的操作及有关功能(北京发那科机电有限公司王玉琪)发那科有多种数控系统，但其操作方法基本相同。
(优选)第三讲脉冲编码调制
脉冲编码调制
脉冲编码调制（Pulse Code Modulation，PCM） 是模拟数据数字化的主要方法。
PCM技术的典型应用是语音数字化。语音、图 像信息必须数字化才能经计算机处理。
脉冲编码调制分的步骤
PCM的过程分为抽样、量化和编码三步。 抽样——把模拟信号在时间上离散化，变为脉 冲幅度调制（PAM）信号。 量化——把PAM信号在幅度上离散化，变为量 化值（共有N个量化值）。 编码——用二进码来表示N个量化值。
量化间隔越小，量 化误差越小，需要 的量化级别越多， 处理和传输就越复 杂，所以，既要尽 量减少量化级数， 又要使量化失真尽 可能的小。
量化误差又称为量 化噪声，用信噪比 来衡量。
均匀量化
采用均匀量化级进行量化的方法称 为均匀量化或线性量化。
缺点：大信号时信噪比大， 但小信号时，信噪比不足。
均匀量化适合信号是均匀分布（如 图像信号）的情况。
非均匀量化
如果使小信号时量化级间宽度小， 而大信号时量化级间宽度大，就可 以使小信号时和大信号时的信噪比 趋于一致，这种非均匀量化级的安 排称为非均匀量化或非线性量化。
数字电视，语音均采取非均匀量化。
编码
把量化后的信号变换成代码的过程 称为编码，其相反的过程称为译码。
PCM通信系统
抽样的概念
抽样是指对模拟 信号在时间域上 的离散化过程， 即把一个时间上 连续、幅度上也 连续的模拟信号 变换成时间上离 散、幅度上连续 的信号。抽样是 由抽样门来完成 的。
(仅供参考)PCM编码规则
说明：
其中：带宽 B= f H - f L ，M=[ f H /( f H - f L )]-N,N 为不超过 f H /( f H - f L )的最大正
整数。由此可知,必有 0≤M<1。
高频窄带信号， f H 大而 B 小， f L 当然也大。因此带通信号通常可按 2B 速率抽样；
当 f S > 2B(1+M/N) 时 可能出现频谱混叠现象（这一点是与低频现象不同的）；
∑ xˆ(t
)
=
h(t
)
∗
x
S
(t
)
=
1 TS
n
∞
x(nTS
=−∞
)
sin ω ωH
H
(t
(t −
− nTS nTS )
)
该式是重建信号的时域表达式，称为内插公式。
说明：以奈奎斯特速率抽样带限信号 x(t) 可以由其抽样值利用内插公式重建。这等效为将抽样原信
号通过一个冲激响应为 sin ωH t ωH t 的 LPF 来重建 x(t) 。
抽样定理分类： （1） 根据信号是低通型的还是带通型的，抽样定理分低通抽样定理和带通抽样定理； （2） 根据用来抽样的脉冲序列是等间隔的还是非等间隔的，又分为均匀抽样定理和非均匀抽样
定理； （3） 根据抽样脉冲序列是冲击序列还是非冲击序列，又可以分为理想抽样和实际抽样。
5.2.1 低通抽样定理
内容：一个频带限制在 (0, f H ) 内的连续信号 x(t) ，如果抽样频率 f S 大于或等于 2 f H ，则可以由抽
5.2 低通与通带抽样定理
抽样定理实质：是一个连续模拟信号经抽样变成离散序列后，能否由此离散序列值重建原始模拟信 号的问题。大意是如果对一个频带有限的时间连续的模拟信号抽样，当抽样速率达到一定数值后，那么 根据它的抽样值就能够重建信号。也就是说，若要传输模拟信号，不一定要传输模拟信号本身，只需要 传输按抽样定理得到的抽样值即可。因此，抽样定理是模拟信号数字化的理论依据。
脉冲编码调制(PCM)系统.
脉冲编码调制（PCM）系统摘要：脉冲编码调制（PulseCodeModulation），简称PCM。
是数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生。
PCM的优点就是音质好，缺点就是体积大。
PCM可以提供用户从2M到155M速率的数字数据专线业务，也可以提供话音、图象传送、远程教学等其他业务。
关键字：脉冲编码调制、取样、量化、编码、解码Abstract:Pulse Code Modulation (PulseCodeModulation), referred to as PCM. Digital signal is a continuous change in analog signal sampling, quantization and coding production. PCM sound quality is good advantages and disadvantages are bulky. PCM can provide users from 2M to 155M line speed of digital data services, can also provide voice, video transmission, remote learning, and other businesses.Keywords:Pulse code modulation, modulation, demodulation目录一、工作原理 (4)1.1 取样 (5)1.2 量化 (5)1.3 编码 (7)1.4 再生 (10)1.5 解码 (10)二、芯片选择 (11)2.1 TP3067管脚定义 (13)三、电路设计 (14)四、心得体会 (16)一、工作原理：脉冲编码调制是把模拟信号数字化传输的基本方法之一，它通过抽样、量化和编码，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，然后在信道中进行传输。
脉冲编码调制(PCM)实验完整版文档
负电源引脚。VBB=-5V±5%。
❖ 定时部分
❖ TP3067编译码器所需的定时脉冲均由定时部分提供。这里只 需要主时钟2048KHz和帧定时8KHz信号。
❖ 为了简化实验内容，本实验系统的编译码部分公用一个定时源
以确保发收时隙的同步。在实际的PCM数字电话设备中，必须 有一个同步系统来保证发收同步的。 动态范围应大于CCITT(国际电报、电话咨询委员会)建议的框架(样板值)，如图所示。
2、 实验电路
TP3067的管脚定义简述如下：
❖ PCM编译码器简介
(1) VPO+ 接收功放的同向输出。 (2) GNDA 模拟地。所有信号以
VPO+
1
20
VBB
这个引脚为参考点。
(三GN)D系A 统性能测试 2
19
VFXI+
1、复习《通信系统原理》中有关编译码和PCM通信系统的内容；
(3) VPO(4) VPI
三、实验原理和电路说明
发滤
编
码
波器
器
Voice 混合
装置
收滤
译
码
波器
器
合
发
路
分 收
路
PCM数字电话终端机的结构示意图
模拟信源 x (t ) 预滤波
x(n) 波形编码器
抽样器
量化、编码
x(t)
模拟终端
发送端
接收端
数字信道
重建滤波器
x(n)
抽样保持、x/sinx低通
波形解码器
PCM原理图
1、PCM编译码原理
❖ PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。
❖ 抽样：把连续时间模拟信号转换成离散时间连续幅
数控机床脉冲编码器工作原理
数控机床脉冲编码器工作原理脉冲编码器是一种光学式位置检测元件，编码盘直接装在电机的旋转轴上,以测出轴的旋转角度位置和速度变化，其输出信号为电脉冲. 这种检测方式的特点是:非接触式的,无摩擦和磨损，驱动力矩小,响应速度快。
缺点是抗污染能力差，容易损坏。
按其编码化方式，可分为增量式和绝对值式。
根据检测原理,编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。
根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种.1．增量式编码器工作原理增量式旋转编码器通过内部两个光敏接受管转化其角度码盘的时序和相位关系，得到其角度码盘角度位移量增加（正方向）或减少（负方向）.下面对增量式旋转编码器的内部工作原理Ａ,Ｂ两点对应两个光敏接受管，A,Ｂ两点间距为Ｓ2 ,角度码盘的光栅间距分别为S0和S1.通过输出波形图可知每个运动周期的时序为顺时针运动逆时针运动A B1 １0 10 ０１ 0A B1 １1 0０００ 12．绝对值编码器工作原理绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线,每道刻线依次以２线、4线、８线、1６线。
.。
编排，这样,在编码器的每一个位置,通过读取每道刻线的通、暗,获得一组从2的零次方到2的n—1次方的唯一的2进制编码（格雷码)，这就称为n位绝对编码器。
这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。
ﻫ绝对编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的,它无需记忆，无需找参考点,而且不用一直计数，什么时候需要知道位置,什么时候就去读取它的位置。
这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
图从单圈绝对值编码器到多圈绝对值编码器旋转单圈绝对值编码器，以转动中测量光电码盘各道刻线,以获取唯一的编码,当转动超过360度时,编码又回到原点,这样就不符合绝对编码唯一的原则,这样的编码只能用于旋转范围３60度以内的测量，称为单圈绝对值编码器。
ﻫ如果要测量旋转超过360度范围,就要用到多圈绝对值编码器.编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码盘(或多组齿轮,多组码盘）,在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围，这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器，它同样是由机械位置确定编码，每个位置编码唯一不重复,而无需记忆。
PCM(脉冲编码调制)介绍及PCM编码的原理 毕业论文---PCM量化13折线
PCM（脉冲编码调制）介绍及PCM编码的原理摘要在数字通信信道中传输的信号是数字信号，数字传输随着微电子技术和计算机技术的发展，其优越性日益明显，优点是抗干扰强、失真小、传输特性稳定、远距离中继噪声不积累、还可以有效编码、译码和保密编码来提高通信系统的有效性，可靠性和保密性。
另外，还可以存储，时间标度变换，复杂计算处理等。
而模拟信号数字化属信源编码范围，当然信源编码还包括并/串转换、加密和数据压缩。
这里重点讨论模拟信号数字化的基本方法——脉冲编码调制，而模拟信号数字化的过程（得到数字信号）一般分三步：抽样、量化和编码。
本文讲述了PCM（脉冲编码调制）的简单介绍，以及PCM编码的原理，并分别对PCM的各个过程，如基带抽样、带通抽样、13折线量化、PCM编码以及PCM 译码进行了详细的论述，并对各过程在MATLAB7.0上进行仿真，通过仿真结果，对语音信号的均匀量化以及非均匀量化进行比较，我们得出非均匀量化教均匀量化更加有优势。
关键词：脉冲编码调制抽样非均匀量化编码译码AbstractIn the digital communication channel signal is digital signal transmission, digital transmission with the microelectronics and computer technology, its advantages become increasingly evident, the advantage of strong anti-interference, distortion, transmission characteristics of stable, long-distance relay is not the accumulation of noise Can also be effective encoding, decoding and security codes to improve the effectiveness of communications systems, reliability and confidentiality.Digitized analog signal range of source coding is, of course, also include the source code and / serial conversion, encryption and data compression. This focus on the simulation of the basic methods of digital signals - pulse code modulation, while the analog signal the digital process (to get digital signals) generally three steps: sampling, quantization and coding.This paper describes the PCM (pulse code modulation) in a brief introduction, and the PCM coding theory, and were all on the PCM process, such as baseband sampling, bandpass sampling, 13 line quantization, PCM encoding and decoding PCM a detailed Are discussed and the process is simulated on MATLAB7.0, the simulation results, the uniformity of the speech signal quantification and comparison of non-uniform quantization, we have come to teach non-uniform quantization advantage of more than uniform quantizationKeywords：Pulse Code Modulation Sampling Non-uniform quantization Coding Decoding目录1 前言 (1)2 PCM原理 (2)2.1 引言 (2)2.2 抽样(Sampling) (3)2.2.1. 低通模拟信号的抽样定理 (3)2.2.2 抽样定理 (4)2.2.3. 带通模拟信号的抽样定理 (7)2.3 量化（Quantizing） (8)2.3.1 量化原理 (8)2.3.2均匀量化 (10)2.3.3 非均匀量化 (11)2.4 编码（Coding） (18)2.5 译码 (24)2.6 PCM处理过程的其他步骤 (26)2.7 PCM系统中噪声的影响 (27)3 算例分析 (29)3.1 无噪声干扰时PCM编码 (30)3.2 噪声干扰下的PCM编码 (36)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附录 (45)1 前言数字通信系统中信道中传输的是数字信号，数字传输随着微电子技术和计算机技术的发展，其优越性日益明显，优点是抗干扰强、失真小、传输特性稳定、远距离中继噪声不积累、还可以有效编码、译码和保密编码来提高通信系统的有效性，可靠性和保密性。
脉冲编码调制
脉冲编码调制一、实验目的掌握脉冲编码调制原理及其实现方法二、实验内容用SystemView 软件仿真脉冲编码调制实现过程三、实验原理1. PCM 系统工作原理在现代通信系统中，以PCM 为代表的编码调制技术被广泛应用于模拟信号的数字传输。
除PCM外，DPCM 和ADPCM 的应用范围更广。
PCM 的主要优点是抗干扰能力强、失真小、传输特性稳定，尤其是远距离信号再生中继时，噪声不累积，而且可以采用压缩编码、纠错编码和保密编码等来提高系统的有效性、可靠性和保密性。
另外PCM 还可以在一个信道上将多路信号进行时分复用，传输脉冲编码调制PCM 是把模拟信号变换为数字信号的一种调制方式。
其最大的特点是把连续输入的模拟信号变换为在时域和振幅上都离散的量，然后将其转化为代码形式传输。
PCM 编码通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。
为便于用数字电路实现其量化电平数一般为2的整数次幂，有利于采用二进制编码表示。
采用均匀量化时，其抗噪声性能与量化级数有关，每增加一位编码，其信噪比增加约6dB ，但实现的电路复杂程度也随之增加，占用带宽也越宽。
因此，实际采用的量化方式多为非均匀量化，通常使用信号压缩与扩张技术来实现非均匀量化，在保持信号固有的动态范围前提下，在量化前将小信号进行放大，而对大信号进行压缩通常的压缩方法有13 折线A 律和律两种标准。
国际通信中多采用A 律，采用信号压缩后，用8位编码实际可以表示均匀量化11位编码时才能表示的动态范围，能有效提高小信号时的信噪比。
PCM 通信系统组成如图4-6 所示：图4-6 PCM 通信系统组成框图输入信号经抽样量化编码后变成数字信号（PCM 信号）经信道传输到达接收端，先由译码器恢复出抽样值序列，在经过低通滤波滤出模拟基带信号，通常将量化编码组合称为模/数变换器，将译码低通的组合称为数/模变换器。
2、A87.6/13折线编码的码位安排当n=8时，a1 a2……a9的安排如下：a1：极性码，当抽样值Is>0时，a1=1，否则为0；a2 a3 a4：段落吗，用来确定抽样值所在量化器的段落a5 a6 a7 a8：段内电平码。
脉冲编码器详解2012.3.21
图1 编码器原理（光学部分）图2 编码器与传动箱的连接光源、光栏板和光电元件固定在外壳上。
码盘右边与编码器轴相连。
光栏板外圈位置上有彼此错开1/4节距的两组透光和不透光相间的条纹A和B，用于产生方向和速度信号；里圈还有一组用于找零标志的条纹。
码盘是一块玻璃圆盘，上面镀了一层不透光的金属膜，在与光栏板外圈径向相对应的位置刻有一圈透光和不透光相间的条纹，与光栏板里圈径向相对应的位置刻有一条零标志透光条纹。
从光源中发出的光通过光栏板、旋转的码盘后会产生明暗相间的变化。
光电（接收）元件接收到它们并经相关电路处理后就可产生能分辨起点、方向和旋转速度的电信号。
从图1和前述介绍可见，由于光的直线传播，如果码盘与其它元件间的相对位置发生较大的变化就会导致光电元件无法正确接收到光而使编码器不能正常工作。
通过下图2可见，不管是编码器轴与其轴承或其轴承与其外壳的配合有问题，皮带轮轴与其轴承或其轴承与传动箱外壳的配合有问题，还是编码器与传动箱的配合有问题，造成编码器轴晃动，就都会造成光电元件无法正确接收到光而使编码器不能正常工作的后果。
光电脉冲编码器是在一个圆盘的边缘上开有间距相等的缝隙，在其两面分别装有光源和光敏元件，当圆盘转动时，光线的明暗变化，经过光敏元件检测变成电信号的强弱，从而得到脉冲信号。
编码器的输出信号有：四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号，由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转；每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位(又称一转信号)，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位，用于机床回参考点的控制；另外还有+5 V电源和接地端信号。
（2）相位差和最小重复周期时间要求接收电路并行接口增量型编码器与绝对型编码器的区别编码器如以信号原理来分，有增量型编码器,绝对型编码器。
如何识别编码器的脉冲定位数
如何识别编码器的脉冲定位数
脉冲编码器是以旋转产生脉冲进行信号输出的旋转编码器，主要特征有外形
标准小型化，外形结构多元化；内部编码稳定，信号输出强，具有明确的脉
冲数值和定位数值。因此在选这一类冲编码器的时候，需要正确识别编码器
的脉冲定位数。那么接下来将会为各位商友详细介绍如何识别编码器的脉冲
定位数。
旋转编码器的脉冲数主要由内部波动盘的构造决定，转动编码器时依据不同
构造会有不同的脉冲数产生。而脉冲数的识别这需要借助专业测试工具，这
里主要由厂家进行测试确认。客户可直接向厂家提出所需脉冲数。定位数则
是指旋转编码器转动一圈总共有多少个卡点（定位），定位数客户可以通过
转动手上的编码器进行确认。步骤：1、以一个定点为起点2、慢慢转动一圈
360度3、手感知转动的这一过程有多少卡点（定位）。确认好定位数之后，
可以根据编码器工作原理选择相应的脉冲数。首先，脉冲与定位的关系分有
两种情况。第一种为编码器转动一格（一个定位）产生一格脉冲，第二种为
编码器转动两格（两个定位）产生一个脉冲。那么依据之前确认好了的定位
数，各位商友就可根据所需工作原理，正确识别编码器的脉冲数了。
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脉冲编码（PCM）通信系统设计与制作
一、目的
通过对脉冲编码（PCM）调制与解调通信系统的设计与制作，建立模拟语音信号数字化的系统概念；掌握PCM编/译码器的工作原理，了解A律语音压扩编码原理；掌握PCM编/译码专用大规模集成电路TP3067的基本原理与功能，学会TP3067的与应用方法。
进一步加深理解与掌握PCM通信系统的理论知识；掌握（PCM）调制与解调通信系统的设计、测试与调整技能；增强实际电子工程应用技术，增进工程实践能力。
二、要求
脉冲编码调制（PCM）是把模拟信号数字化传输的基本方法之一，它通过抽样、量化和编码，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，然后在信道中进行传输。
接收机将收到的数字信号经再生、译码、平滑后恢复出原始的模拟信号。
PCM通信系统原理的组成框图如图1-1所示。
图1-1 PCM通信系统组成原理框图
由图可知，话音信号先经过适当放大，得到模拟信号（300Hz～3400Hz），进行脉冲抽样，变成8KHz重复频率的抽样信号（即离散的脉冲调幅PAM信号），然后将幅度连续的PAM 信号用“四舍五入”办法量化为有限个幅度取值的信号，再经编码，转换成二进制码。
对于电话，CCITT（国际电话与电报顾问委员会 International Telephone and Telegraph Consultative Committee）规定抽样率为8KHz，每抽样值编8位码，即共有28=256个量化值，因而每话路PCM编码后的标准数码率是64kb/s。
①数字信号源用4.096MHZ晶体产生主载波，经二分频得到编译码器的工作时钟：2048 KHz；再合理选择与设计适当分频与分配器得到8KHz帧同步信号。
②PCM调制与解调器采用TP3067大规模集成电路芯片实现。
要求实现话音通信。
③语音信号要求用驻极体话筒采集，经一级运放KA1458作适当放大。
④译码器输出的信号，经一级运放KA1458作适当放大输出，要求音量可控。
⑤系统中的部分电路，要求用EWB软件实现仿真。
⑥撰写设计实验报告。
三、设计思路提示
1、单片PCM编译码器TP3067介绍
本次PCM编译码通信系统选择了TP3067芯片作为PCM编译码器，它把编译码器（Codec）和滤波器(Filter)集成在一个芯片上，它的内部结构方框图见图1-2，外部引脚排列见图1-3，引脚说明见表1-1。
它的外部接口可分两部分:一部分是模拟接口电路，它与编译码器中的Filter发生联系，这一部分可控制模拟信号的放大倍数，另一部分是与处理系统和交换网络的数字接口，它与编译码器中的Codec发生联系，通过这些数字接口线来实现对编译码器的控制。
图1-2 TP3067内部结构框图 图1-3 TP3067管脚排列图
表1-1：引脚说明
Dx
Dr
MCLKx PDN BCLKx /CLKSEL
FSx
FSR
V CC V BB GNDA
1、PCM通信系统参考电路图。