Transcript （参考）第三章のパワーポイント

第三章 ディジタル符号変換の基礎
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３・１PCMパルス符号変換
３・２符号変換
３・３通信路符号形式
３・４スクランブル
３・１ PCMパルス符号変換
（１）量子化
直線的量子化の例（図３・１）
出力
3
出力
2
-3 -2 -1
1
1
2
0
3
入力
入力
-1
-2
-3
(a) mid tread 型
無入力で出力を生じない
(b) mid riser 型
微小な信号を抑圧しない
正弦波の直線量子化（図３・
２）
出力
t
DV
階段で近似することになる
量子化雑音
入力との差は：振幅DV/2の三角波
Nq = 1
DV
DV / 2
2
D
V
x2dx =
– DV / 2
量子化ステップの数
12
2b = 2V / DV
信号対雑音比は：
2
V
S / Nq = 2 / 2 = 3  22b – 1
DV / 12
bを1増すと6dB改善される
信号の圧縮と伸長(図３・３)

小レベルでも信号対雑音比を悪くしないため
出力
出力
0
(a) 圧　縮
送信側で行う
入力
0
入力
(b) 伸　長
受信側で元に戻す
電話音声の圧縮特性
m 法則 (m-law)
圧縮
ln(1 + m x / xmax)
y = sgn(x)
 ymax
ln(1 + m )
sgn (x) =
{
– 1 (x< 0)
0 (x= 0)
+ 1 (x> 0)
国際標準：m = 255
伸長
x = sgn (y) exp
y
ymax
ln (1 + m ) – 1
xmax
m
(2)符号化
各種の２進符号の例：量子化レベルが８ステップの場合(表３・１)
量子化レベル
自然２進符号
交番２進符号
折返し２進符号
0
000
000
000
1
001
001
001
2
010
011
010
3
011
010
011
4
100
110
111
5
101
111
110
6
110
101
101
7
111
100
100
(3)PCM通信の構成
PCM通信の原理的構成図(図３・４)
２進数の列
標本化
圧縮
量子化
符号化
アナログ入力
通信路
パルス
補間
離散的振幅のパルス列
伸長
アナログ出力
低域フィルターを通せばパルス補間ができる
復号
３・２
符号変換
ディジタル通信の概念図(図３・５)
雑音
情報源
PCM
(A/D変換)
情報源
符号化
通信路
符号化
通信路
通信路
復号
情報源
復号
情報源符号化：冗長度を低減してデータ量を削減
通信路符号化：冗長度を付加して誤りを訂正
D/A
変換
受信
３・３
1
1
0
通信路符号形式
1
0
0
0
0
0
NRZ：周波数成分が最も低い
マンチェスタ：1や0が連続してもクロックが再生できる
RZ
NRZ
マンチェスタ
３・４
スクランブル
NRZでもデータに0や1が連続してもクロック再生を可能にする
スクランブラ・デスクランブラのブロック構成(図３・７)
排他的論理和
(a) スクランブラ
原パルス列
送信側
通信路へ
(b) デスクランブラ
シフトレジスタ
通信路からの
パルス列
受信側
原パルス列
このような回路を送受側で数段通過させる