通信之PCM

PCM即脉冲编码调制，是一种将模拟信号转换为数字信号的技术。

 

原理

 

- 采样：对模拟信号按一定的时间间隔进行采样，获取离散的样本值。根据奈奎斯特采样定理，采样频率应不低于模拟信号最高频率的两倍，以保证能够无失真地恢复原始信号。

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- 量化：将采样得到的样本值按照一定的量化等级进行量化，将其映射到有限个离散的数值上。量化过程会引入量化误差，量化等级越多，量化误差越小，信号还原度越高。

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- 编码：把量化后的数值用二进制代码表示，形成数字信号。常见的编码方式有A律和μ律编码等。

 

特点

 

- 抗干扰能力强：数字信号只有“0”和“1”两种状态，不易受噪声和干扰影响，能保证信号传输的准确性。

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- 便于存储和处理：数字信号可方便地存储在各种介质中，且易于进行数字信号处理，如压缩、加密等。

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- 可实现多路复用：通过时分复用技术，能将多个PCM信号组合在一条通信线路上传输，提高线路利用率。

 

应用

 

- 语音通信：在电话通信系统中，将语音信号进行PCM编码后传输，保证语音质量。

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- 数字音频录制与播放：如CD、MP3等音频格式，都是基于PCM技术对音频信号进行数字化处理，实现高质量的音频存储和播放。

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- 视频信号处理：在视频编码中，先对视频图像的亮度和色度信号进行PCM采样和量化，再进行后续的压缩编码处理，以实现视频的数字化存储和传输。