调制技术

构建 PCM 信号时,需要遵循一些调制技术。采样、量化压扩等技术有助于创建有效的 PCM 信号,从而准确再现原始信号。

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,然后将这些点连接起来,将值四舍五入为接近稳定的值。这样的过程称为量化

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。量化是用一组有限的级别来表示幅度的采样值,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量化。蓝线表示模拟信号,红线表示量化信号。

量化

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级别重构级别。两个相邻表示级别之间的间隔称为量子步长

PCM 中的压缩

压缩一词是压缩扩展的组合,这意味着它同时执行这两种操作。这是 PCM 中使用的一种非线性技术,它在发送器处压缩数据,在接收器处扩展相同的数据。使用此技术可以降低噪声和串扰的影响。

压缩技术有两种类型。

A 律压缩技术

  • A = 1时实现均匀量化,其中特性曲线是线性的,没有压缩。

  • A 律在原点处有中间上升。因此,它包含一个非零值。

  • A 律压扩用于 PCM 电话系统。

  • A 律在世界许多地方使用。

µ-law 压扩技术

  • µ = 0 处实现均匀量化,其中特性曲线为线性且没有压缩。

  • µ-law 在原点处有中部。因此,它包含零值。

  • µ-law 压扩用于语音和音乐信号。

  • µ-law 在北美和日本使用。

差分 PCM

高度相关的样本在通过 PCM 技术编码时会留下冗余信息。为了处理这些冗余信息并获得更好的输出,明智的做法是采用从其先前输出中假设的预测采样值,并将其与量化值进行汇总。

这样的过程称为 差分 PCM 技术。