通信原理板块——脉冲编码调制(PCM)
通信原理的魅力探索：脉冲编码调制（PCM）深入解析
在数字通信的世界里，脉冲编码调制（PCM）如同一座桥梁，将模拟信号的丰富信息转化为二进制信号的精确传递。让我们一起走进这个神奇的过程，从抽样、量化到编码，了解其背后的奥秘。
首先，模拟信号的数字化之旅从"抽样-量化-编码"三部曲开始。当模拟信号m(t)的抽样值呈现为2.42、4.38、5、2.78和2.19时，四舍五入的量化原则将其转变为2、4、5、3和2。接着，这些量化值被转化为二进制数，如010、100、101、011和010，这就是我们所说的编码过程。
PCM系统的运作原理在发送端，模拟信号经过精密处理，变成一系列有序的二进制序列，可以采用基带或带通传输。接收端则通过译码，还原出含有误差的量化值，随后低通滤波器滤除高频噪声，让模拟信号m(t)重生。
对于高效通信质量，自然二进制码与折叠二进制码的选择至关重要。自然二进制码遵循二进制数的规律，而折叠二进制码则通过折叠技术简化编码，适用于双极性信号，如语音。折叠编码的优点在于简化电路设计，并且误码对小电压的影响较小，有助于减少量化噪声。
在A律13折线PCM编码中，复杂度与效率的平衡尤为显著。正负极性各有8段，每段内有16个量级，总计256个量化级。极性码C1、段落码C2C3C4和段内码C5C6C7C8共同决定了每个样值的精确编码，尽管非均匀量化可减少至7位，但A律13折线的均匀量化提供了更精确的信号还原，需要11位编码。
总结起来，脉冲编码调制是模拟信号数字化的关键技术，它巧妙地结合抽样、量化和编码，实现了信号从模拟到数字的华丽转变。无论是在音频通信、数据传输还是信号处理领域，PCM都在背后默默工作，确保信息的准确无误传递。
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