信号编译码的革命

A. 声码器是什么东东,有什么用

声码器用来实现电子化的人声效果，或者使用一个说话的采样，变成唱歌（合唱）的效果，音高可以自己控制。

很多电子乐中用到它。声码器，英文是Vocoder，由Voice Coder简化而来。

声码器现在大量的被应用于通讯技术，包括手机。

而用于音乐制作的声码器通常都是由三个部分组成的：带通滤波器、包络跟随器、放大器，而声码器通常需要有两个输入信号，一个是语音信号（speech），也称为调制器（Molator）就是我们的人声素材；另外一个输入信号被称做载波器（carrier），他通常都载有一小段含有丰富谐波的声音信号。

比如很有名的：Prosoniq Orange Vocoder

（下载地址：http://count.skycn.com/softdownload.php?id=977&url=http://ry165.skycn.net/down/pqorangevocwin202demo.zip）

效果极佳的机器人声效果器，可以产生时下流行的电子人声。

着名电子乐队Kraftwerk早期的唱片中，用了大量的Vocoder效果。

下面来介绍一下：

当你说话时，声音包含两部分内容，第一个是你的基本的发声类型，保持了音高，也保留你的独有发声特性……这也是为什么你的声音会区别于其它人的原因。第二个内容是是你调制这些基本声音的形式，调制意味着你可能要对某些特定的频率段进行动态加强或削弱，有点类似于EQ。

示例：说一个很长的“噢”。这时你可能是稍微闭着嘴唇的；然后我们再说声“啊”，这时你是张开嘴唇的——人声和弦产生同样的声音，但是调制是不同的！

这里便引出一个非常重要的概念，就是共振峰（formant），这是因为它造成了基本声音的“轮廓”,而这里，我们称这个基本声音为载体，因为这个基本声音搭载了共振峰信号，所以基本声音是运输工具，共振峰信号是货物。共振峰信号比载体的信号的频率要低得多，最早的应用环境便是减少电话波段，这也是VOCODER最早发明的原因

而Vocoder的作用就是，从一个声音中将你的声音中的载体信号取代了，当然是用其它信号给取代的。这就是最本质的原理。 这样的话，它就改变了人声的效果，但是又不是你刚开始说话的那个效果了。
它从外部设备接收共振峰信号与载体信号，然后将它们按波段来分割（波段是部分频率的区块的意思，同均衡器有点类似）。然后包络（调制）被从每个共振峰波段中析解出来。这部分是由包络跟随所完成的，是一种非常“极端”的低通滤波器。接下来，共振峰波段调制到载体波段，然后混合输出结果。

这样做的好处是，你可以让载体信号为说话声或者是歌唱声。而旁链效果，共振峰的声音则可以绝对是毫不相关的声音，所以各位，我们便可以创造绝对很酷的声音了。通常我们都用人声做为共振峰信号，而用乐器声作为载体，结果就好象乐器说话了……应用的对象可以是弦乐，管乐，长笛等其它类似的乐器……
输入可以是文件也可以是声卡来的信号，如果你的声卡是全双工的话，还可以实时听到效果，在现场演出时可以骗人了，当然延迟是少不了的

B. 语音信号PCM编译码 MATLAB程序

% clc
% clear all;
% 产生信号
load handel
x=y(1:20000); %取前20000个采样点
sound(x,Fs);
%PCM编码
x1=x/0.8.*2048;
yy=pcm_encode(x1);
figure;
subplot(2,1,1);
stem(yy(1:80),'.');
title('PCM编码后的波形');
%加噪声
snr=10;
sp=mean(yy.^2);
attn=sp./ 10^(snr/10);
attn = sqrt(attn);
noise=randn(1,length(yy)).*attn;
np=mean(noise.^2);
snr1=10*log10(sp/np);
data=yy+noise;
% data=yy;%不加噪声
subplot(2,1,2);
stem(data(1:80),'.r');
title('PCM加噪声后波形');
%译码
demodata=data>0.5;
zz=pcm_decode(demodata,0.8);
figure;
subplot(2,1,1);
plot(x);
title('原始语音信号');
subplot(2,1,2);
plot(zz);
title('译码后的语音信号');
sound(zz,Fs);
figure;
plot(x,'b');
hold on
plot(zz,'r');
legend('编译码前的语音信号','编译码后的语音信号');
title('编，译码前后的语音信号');

function y = pcm_encode( x )

y=zeros(length(x),8); %存储矩阵（全零）
z=sign(x); %判断x的正负
x=abs(x);%取绝对值

%%段落码判断段区间的取值范围为前开后闭区间
for k=1:length(x)
%符号位的判断
if z(k)>0
y(k,1)=1;
elseif z(k)<0
y(k,1)=0;
end
if x(k)>128 & x(k)<=2048 %在第五段与第八段之间，段位码第一位都为“1”
y(k,2)=1;
end
if (x(k)>32 & x(k)<=128) || (x(k)>512 & x(k)<=2048)
y(k,3)=1; %在第三四七八段内，段位码第二位为“1”
end
if (x(k)>16&x(k)<=32)||(x(k)>64&x(k)<=128)||(x(k)>256&x(k)<=512)||(x(k)>1024&x(k)<=2048)
y(k,4)=1; %在二四六八段内，段位码第三位为“1”
end
end
%段内码判断程序
N=zeros(1,length(x));
for k=1:length(x)
N(k)=y(k,2)*4+y(k,3)*2+y(k,4)+1; %找到x位于第几段
end

a=[0,16,32,64,128,256,512,1024]; %量化间隔
b=[1,1,2,4,8,16,32,64]; %除以16，得到每段的最小量化间隔

for m=1:length(x)
q=ceil((x(m)-a(N(m)))/b(N(m))); %求出在段内的位置
if q==0
y(m,(5:8))=[0,0,0,0]; %如果输入为零则输出“0”
else k=num2str(dec2bin(q-1,4)); %编码段内码为二进制
y(m,5)=str2num(k(1));
y(m,6)=str2num(k(2));
y(m,7)=str2num(k(3));
y(m,8)=str2num(k(4));
end
end
%将N行8列矩阵转换为1行8*N列的矩阵
y=y';
y=reshape(y,1,length(x)*8);
end

function x=pcm_decode(y,max)

%将1行8*N列的矩阵转换为N行8列矩阵
y=reshape(y,8,length(y)/8);
y=y';
%PCM译码
n=size(y,1); %求出输入码组的个数
a=[0,16,32,64,128,256,512,1024]; %段落起点值
b=[1,1,2,4,8,16,32,64]; %每段的最小量化间隔

for k=1:n
t1=y(k,1); %取符号
t2=y(k,2)*4+y(k,3)*2+y(k,4)+1; %判断段落位置
t3=y(k,5)*8+y(k,6)*4+y(k,7)*2+y(k,8); %判断段内位置
if t3==0 %段内码为零时
m(k)=(a(t2)+1+0.5*b(t2))/2048*max;
else
m(k)=(a(t2)+b(t2)*t3+0.5*b(t2))/2048*max; %还原出量化后的电平值
end
%判断符号位
if t1==0
x(k)=-m(k);
else
x(k)=m(k);
end
end
end

C. 数字电视系统的三大关键技术是什么

一、数字电视的信源编译码技术
数字电视尤其数字高清晰度电视与模拟电视相比，在实现过程中，最为困难的部分就是对视频信号和音频信号的压缩。数字电视的图像不能象模拟电视的图像和声音那样直接传输，而是要多一道压缩编码工序。视频编码技术主要功能是完成图像的压缩，使数字电视的信号传输量由995Mbit/s减少为20～30Mbit/s。与视频编译码相同，音频编译码主要功能是完成声音信息的压缩。在HDTV视频压缩编译码标准方面，都采用MPEG-2标准。MPEG压缩后的信息可以供计算机处理，也可以在现有和将来的电视广播频道中进行分配。在音频编码方面，欧洲、日本采用了MPEG-2标准；美国采纳了杜比(Dolby)公司的AC-3方案，MPEG-2为备用方案。
二、数字电视的复用系统
数字电视的复用系统是HDTV的关键部分之一。从发送端信息的流向来看，它将视频、音频、辅助数据等编码器送来的数据比特流，经处理复合成单路串行的比特流，送给信道编码及调制。接受端与此过程正好相反。在HDTV复用传输标准方面，都采用了MPEG-2 标准。
三、数字电视的信道编译码及调制解调
数字电视信道编译码及调制解调的目的是通过纠错编码、网格编码、均衡等技术提高信号的抗干扰能力，通过调制把传输信号放在载波或脉冲串上，为发射做好准备。目前所说的各国数字电视的制式，标准不能统一，主要是指各国在该方面的不同，具体包括纠错、均衡等技术的不同，带宽的不同，尤其是调制方式的不同。
数字传输的常用调制方式：
•正交振幅调制(QAM)：调制效率高，要求传送途径的信噪比高，适合有线电视电缆传输。
•键控移相调制(QPSK)：调制效率高，要求传送途径的信噪比低，适合卫星广播。
•残留边带调制(VSB)：抗多径传播效应好(即消除重影效果好)，适合地面广播。
•编码正交频分调制(COFDM)：抗多径传播效应和同频干扰好，适合地面广播和同频网广播。

D. 什么是曼彻斯特编译码技术

曼彻斯特编码是一种自同步的编码方式，即时钟同步信号就隐藏在数据波形中。在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示"1"，从低到高跳变表示"0"。还有一种是差分曼彻斯特编码，每位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有无跳变表示"0"或"1"，有跳变为"0"，无跳变为"1"。

E. 信道的报警信道

信道是探测电信号传送的通道。信道的种类较多，通常分有线信道和无线信道。有线信道是指探测电信号通过双纹线、电话线、电缆或光缆向控制器或控制中心传输。无线信道则是对探测电信号先调制到专用的无线电频道由发送天线发出；控制器或控制中心的无线接收机将空中的无线电波接收下来后，解调还原出控制报警 信号。
信道是传输探测电信号的通道，也即媒介。信道的范围有狭义和广义之分。仅指传输信号的媒介称为狭义信道；把除包括传输媒介外，还包括从探测器输 出端到报警控制器输入端之间的所有转换器（如发送设备、编码发射机、接收设备等）在内的扩大范围的信道称为广义信道。
狭义信道
狭义信道，按照传输媒质来划分，可以分为有线信道、无线信道和存储信道三类。 有线信道 有线信道以导线为传输媒质，信号沿导线进行传输，信号的能量集中在导线附近，因此传输效率高，但是部署不够灵活。这一类信道使用的传输媒质包括用电线传输电信号的架空明线、电话线、双绞线、对称电缆和同轴电缆等等，还有传输经过调制的光脉冲信号的光导纤维。如图 3为常见的有线通信方式，通常每个家庭的固定电话就是通过有线信道进行通讯。 无线信道 无线信道主要有以辐射无线电波为传输方式的无线电信道和在水下传播声波的水声信道等。无线电信号由发射机的天线辐射到整个自由空间上进行传播。不同频段的无线电波有不同的传播方式，主要有：地波传输：地球和电离层构成波导，中长波、长波和甚长波可以在这天然波导内沿着地面传播并绕过地面的障碍物。长波可以应用于海事通信，中波调幅广播也利用了地波传输。天波传输：短波、超短波可以通过电离层形成的反射信道和对流层形成的散射信道进行传播。短波电台就利用了天波传输方式。天波传输的距离最大可以达到400千米左右。电离层和对流层的反射与散射，形成了从发射机到接收机的多条随时间变化的传播路径，电波信号经过这些路径在接收端形成相长或相消的叠加，使得接收信号的幅度和相位呈随机变化，这就是多径信道的衰落，这种信道被称作衰落信道。视距传输：对于超短波、微波等更高频率的电磁波，通常采用直接点对点的直线传输。由于波长很短，无法绕过障碍物，视距传输要求发射机与接收机之间没有物体阻碍。由于地球曲率的影响，视距传输的距离有限，最远传输距离 d 与发射天线距地面的高度 h 满足。如果要进行远距离传输，必须设立地面中继站或卫星中继站进行接力传输，这就是微波视距中继和卫星中继传输。光信号的视距传输也属于此类。由于电磁波在水体中传输的损耗很大，在水下通常采用声波的水声信道进行传输。不同密度和盐度的水层形成的反射、折射作用和水下物体的散射作用，使得水声信道也是多径衰落信道。无线信道在自由空间（对于无线电信道来说是大气层和太空，对于水声信道来说是水体）上传播信号，能量分散，传输效率较低，并且很容易被他人截获，安全性差。但是通过无线信道的通信摆脱了导线的束缚，因此无线通信具有有线通信所没有的高度灵活性。如图4所示为常见的无线通信方式，手机和手机之间通电话，电脑之间通过蓝牙互传信息，这些都是经过无线方式进行通讯。 存储信道
在某种意义上，磁带、光盘、磁盘等数据存储媒质也可以被看作是一种通信信道。将数据写入存储媒质的过程即等效于发射机将信号传输到信道的过程，将数据从存储媒质读出的过程即等效于接收机从信道接收信号的过程。 广义信道
广义信道，按照其功能进行划分，可以分为调制信道和编码信道两类。调制信道是指信号从调制器的输出端传输到解调器的输入端经过的部分。对于调制和解调的研究者来说，信号在调制信道上经过的传输媒质和变换设备都对信号做出了某种形式的变换，研究者只关心这些变换的输入和输出的关系，并不关心实现这一系列变换的具体物理过程。这一系列变换的输入与输出之间的关系，通常用多端口时变网络作为调制信道的数学模型进行描述。编码信道是指数字信号由编码器输出端传输到译码器输入端经过的部分。对于编译码的研究者来说，编码器输出的数字序列经过编码信道上的一系列变换之后，在译码器的输入端成为另一组数字序列，研究者只关系这两组数字序列之间的变换关系，而并不关心这一系列变换发生的具体物理过程，甚至并不关心信号在调制信道上的具体变化。编码器输出的数字序列与到译码器输入的数字序列之间的关系，通常用多端口网络的转移概率作为编码信道的数学模型进行描述。 在报警器中常用的有线信道有如下两种。
① 专用线
专用于连接每个探测器和报警接收中心的线路，只作为传输该系统的探测信号用，不做它用。一般常用的有双绞线、电缆、通信电缆。专用线是我国目前大量采 用的信道。专用线有并行传输的多线制和串行传输的总线制两种。总线制线数最少有两根，既做电源传输用又做信号传输用。常用的是4根线，电源线和信号线分 开，也有6根线或更多一点的。串行总线制比并行传输的多线制对整个报警工程系统的设计、施工和节省导线上优越得多，尤其是对大、中型工程来说优越性就更加 显着。
② 借用线
一些建好的建筑物内，已有各种传输线网络，如220V的照明线路，电话及电视共用的天线线路等。若能借此传输报警系统的探测信号，这也是报警系统的设 计者和施工者们所盼望的。人们根据实际需要研制了能利用已有的线路传输报警探测信号的相关设备，像电话报警器，平时作为电话用，有情况时作为报警器用。 无线信道将探测器输出的探测电信号经过调制，用一定频率的无线电波向空间发送，到报警控制器处接收。控制中心将接收信号分析处理后，发出报警和判定报警部位。
一般都是探测器在正常状态下不发射无线电波，而在报警状态下发射无线电波的模式。常用的有调幅与调频两种方式。
信道相关专业术语: 1. channel flatness
信道平坦度 2. D-channel D
信道，D通路 3. adaptive channel allocation (ACA)
自适应信道分配 4. adjacent channel scan (ACS)
相邻信道扫描 5. adjacent channel power response (ACPR)
相邻信道功率响应 6. automatic channel assignment
自动信道分配 7. back channel
反向通道，反向信道 8. broadcast control channel (BCCH)
广播控制信道 9. channel service unit (CSU)
信道业务单元 10. channel identifier
信道标识符，信道识别符 11. channel borrowing
信道借用 12. channel associated signaling (CAS)
随路信令，信道关联信令 13. channel acquisition
信道获取，信道采集 14. clear channel
无干扰信道 15. common channel interoffice signaling (CCIS)
公共信道局间信令 16. continuous dynamic channel selection (CDCS)
连续动态信道选择 17. dynamic channel assignment (DCA)
动态信道分配 18. dynamic channel allocation (DCA)
动态信道定位，动态信道分配 19. fixed channel assignment (FCA)
固定信道分配 20. forward channel
前向信道，正向信道

F. pcm 编译码芯片中的用到哪些滤波器这些滤波器的带宽设置是如何考虑 的

1. 点到点PCM多路电话通信原理
脉冲编码调制(PCM)技术与增量调制(ΔM)技术已经在数字通信系统中得到广泛应用。当信道噪声比较小时一般用PCM，否则一般用ΔM。目前速率在155MB以下的准同步数字系列(PDH)中，国际上存在A解和μ律两种PCM编译码标准系列，在155MB以上的同步数字系列(SDH)中，将这两个系列统一起来，在同一个等级上两个系列的码速率相同。而ΔM在国际上无统一标准，但它在通信环境比较恶劣时显示了巨大的优越性。
点到点PCM多路电话通信原理可用图9-1表示。对于基带通信系统，广义信道包括传输媒质、收滤波器、发滤波器等。对于频带系统，广义信道包括传输媒质、调制器、解调器、发滤波器、收滤波器等。
本实验模块可以传输两路话音信号。采用TP3057编译器，它包括了图9-1中的收、发低通滤波器及PCM编译码器。编码器输入信号可以是本实验模块内部产生的正弦信号，也可以是外部信号源的正弦信号或电话信号。本实验模块中不含电话机和混合电路，广义信道是理想的，即将复接器输出的PCM信号直接送给分接器。
2. PCM编译码模块原理
本模块的原理方框图图9-2所示，电原理图如图9-3所示（见附录），模块内部使用+5V和-5V电压，其中-5V电压由-12V电源经7905变换得到。
图9-2 PCM编译码原理方框图
该模块上有以下测试点和输入点：
• BS PCM基群时钟信号(位同步信号)测试点
• SL0 PCM基群第0个时隙同步信号
• SLA 信号A的抽样信号及时隙同步信号测试点
• SLB 信号B的抽样信号及时隙同步信号测试点
• SRB 信号B译码输出信号测试点
• STA 输入到编码器A的信号测试点
• SRA 信号A译码输出信号测试点
• STB 输入到编码器B的信号测试点
• PCM PCM基群信号测试点
• PCM-A 信号A编码结果测试点
• PCM-B 信号B编码结果测试点
• STA-IN 外部音频信号A输入点
• STB-IN 外部音频信号B输入点
本模块上有三个开关K5、K6和K8，K5、K6用来选择两个编码器的输入信号，开关手柄处于左边(STA-IN、STB-IN)时选择外部信号、处于右边(STA-S、STB-S)时选择模块内部音频正弦信号。K8用来选择SLB信号为时隙同步信号SL1、SL2、SL5、SL7中的某一个。
图9-2各单元与电路板上元器件之间的对应关系如下：
•晶振 U75：非门74LS04；CRY1：4096KHz晶体
•分频器1 U78:A：U78:D：触发器74LS74；U79：计数器74LS193
•分频器2 U80：计数器74LS193；U78:B：U78:D：触发器74LS74
•抽样信号产生器 U81：单稳74LS123；U76：移位寄存器74LS164
•PCM编译码器A U82：PCM编译码集成电路TP3057（CD22357）
•PCM编译码器B U83：PCM编译码集成电路TP3057（CD22357）
•帧同步信号产生器 U77：8位数据产生器74HC151；U86:A：与门7408
•正弦信号源A U87：运放UA741
•正弦信号源B U88：运放UA741
•复接器 U85：或门74LS32
晶振、分频器1、分频器2及抽样信号（时隙同步信号）产生器构成一个定时器，为两个PCM编译码器提供2.048MHz的时钟信号和8KHz的时隙同步信号。在实际通信系统中，译码器的时钟信号(即位同步信号)及时隙同步信号(即帧同步信号)应从接收到的数据流中提取，方法如实验五及实验六所述。此处将同步器产生的时钟信号及时隙同步信号直接送给译码器。
由于时钟频率为2.048MHz，抽样信号频率为8KHz，故PCM-A及PCM-B的码速率都是2.048MB，一帧中有32个时隙，其中1个时隙为PCM编码数据，另外31个时隙都是空时隙。
PCM信号码速率也是2.048MB，一帧中的32个时隙中有29个是空时隙，第0时隙为帧同步码(×1110010)时隙，第2时隙为信号A的时隙，第1(或第5、或第7 —由开关K8控制)时隙为信号B的时隙。
本实验产生的PCM信号类似于PCM基群信号，但第16个时隙没有信令信号，第0时隙中的信号与PCM基群的第0时隙的信号也不完全相同。
由于两个PCM编译码器用同一个时钟信号，因而可以对它们进行同步复接(即不需要进行码速调整)。又由于两个编码器输出数据处于不同时隙，故可对PCM-A和PCM-B进行线或。本模块中用或门74LS32对PCM-A、PCM-B及帧同步信号进行复接。在译码之前，不需要对PCM进行分接处理，译码器的时隙同步信号实际上起到了对信号分路的作用。
3. TP3057简介
本模块的核心器件是A律PCM编译码集成电路TP3057，它是CMOS工艺制造的专用大规模集成电路，片内带有输出输入话路滤波器，其引脚及内部框图如图9-4、图9-5所示。引脚功能如下：
图9-4 TP3057引脚图
(1) V一 接-5V电源。
(2) GND 接地。
(3) VFRO 接收部分滤波器模拟信号输出端。
(4) V+ 接+5V电源。
(5) FSR 接收部分帧同信号输入端，此信号为8KHz脉冲序列。
(6) DR 接收部分PCM码流输入端。
(7) BCLKR/CLKSEL 接收部分位时钟(同步)信号输入端，此信号将PCM码流在FSR上升沿后逐位移入DR端。位时钟可以为64KHz到2.048MHz的任意频率，或者输入逻辑“1”或“0”电平器以选择1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz用作同步模式的主时钟，此时发时钟信号BCLKX同时作为发时钟和收时钟。
(8) MCLKR/PDN 接收部分主时钟信号输入端，此信号频率必须为1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz。可以和MCLKX异步，但是同步工作时可达到最佳状态。当此端接低电平时，所有的内部定时信号都选择MCLKX信号，当此端接高电平时，器件处于省电状态。
(9) MCLKX 发送部分主时钟信号输入端，此信号频率必须为1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz。可以和MCLKR异步，但是同步工作时可达到最佳状态。
(10) BCLKX 发送部分位时钟输入端，此信号将PCM码流在FSX信号上升沿后逐位移出DX端，频率可以为64KHz到2.04MHz的任意频率，但必须与MCLKX同步。
图9-5 TP3057内部方框图
(11) DX 发送部分PCM码流三态门输出端。
(12) FSX 发送部分帧同步信号输入端，此信号为8KHz脉冲序列。
(13) TSX 漏极开路输出端，在编码时隙输出低电平。
(14) GSX 发送部分增益调整信号输入端。
(15) VFXi- 发送部分放大器反向输入端。
(16) VFXi＋ 发送部分放大器正向输入端。
TP3057由发送和接收两部分组成，其功能简述如下。
发送部分：
包括可调增益放大器、抗混淆滤波器、低通滤波器、高通滤波器、压缩A/D转换器。抗混淆滤波器对采样频率提供30dB以上的衰减从而避免了任何片外滤波器的加入。低通滤波器是5阶的、时钟频率为128MHz。高通滤波器是3阶的、时钟频率为32KHz。高通滤波器的输出信号送给阶梯波产生器(采样频率为8KHz)。阶梯波产生器、逐次逼近寄存器（S•A•R）、比较器以及符号比特提取单元等4个部分共同组成一个压缩式A/D转换器。S•A•R输出的并行码经并/串转换后成PCM信号。参考信号源提供各种精确的基准电压，允许编码输入电压最大幅度为5VP-P。
发帧同步信号FSX为采样信号。每个采样脉冲都使编码器进行两项工作：在8比特位同步信号BCLKX的作用下，将采样值进行8位编码并存入逐次逼近寄存器；将前一采样值的编码结果通过输出端DX输出。在8比特位同步信号以后，DX端处于高阻状态。
接收部分：
包括扩张D/A转换器和低通滤波器。低通滤波器符合AT&T D3/D4标准和CCITT建议。D/A转换器由串/并变换、D/A寄存器组成、D/A阶梯波形成等部分构成。在收帧同步脉冲FSR上升沿及其之后的8个位同步脉冲BCLKR作用下，8比特PCM数据进入接收数据寄存器(即D/A寄存器)，D/A阶梯波单元对8比特PCM数据进行D/A变换并保持变换后的信号形成阶梯波信号。此信号被送到时钟频率为128KHz的开关电容低通滤波器，此低通滤波器对阶梯波进行平滑滤波并对孔径失真(sinx)/x进行补尝。
在通信工程中，主要用动态范围和频率特性来说明PCM编译码器的性能。
动态范围的定义是译码器输出信噪比大于25dB时允许编码器输入信号幅度的变化范围。PCM编译码器的动态范围应大于图9-6所示的CCITT建议框架（样板值）。
当编码器输入信号幅度超过其动态范围时，出现过载噪声，故编码输入信号幅度过大时量化信噪比急剧下降。TP3057编译码系统不过载输入信号的最大幅度为5VP-P。
由于采用对数压扩技术，PCM编译码系统可以改善小信号的量化信噪比，TP3057采用A律13折线对信号进行压扩。当信号处于某一段落时，量化噪声不变(因在此段落内对信号进行均匀量化)，因此在同一段落内量化信噪比随信号幅度减小而下降。13折线压扩特性曲线将正负信号各分为8段，第1段信号最小，第8段信号最大。当信号处于第一、二段时，量化噪声不随信号幅度变化，因此当信号太小时，量化信噪比会小于25dB，这就是动态范围的下限。TP3057编译码系统动态范围内的输入信号最小幅度约为0.025Vp-p。
常用1KHz的正弦信号作为输入信号来测量PCM编译码器的动态范围。
图9-6 PCM编译码系统动态范围样板值
语音信号的抽样信号频率为8KHz，为了不发生频谱混叠，常将语音信号经截止频率为3.4KHz的低通滤波器处理后再进行A/D处理。语音信号的最低频率一般为300Hz。TP3057编码器的低通滤波器和高通滤波器决定了编译码系统的频率特性，当输入信号频率超过这两个滤波器的频率范围时，译码输出信号幅度迅速下降。这就是PCM编译码系统频率特性的含义。
四、实验步骤
1. 熟悉PCM编译码单元工作原理，开关K9接通8KHz(置为1000状态)，开关K8置为SL1(或SL5、SL7)，开关K5、K6分别置于STA-S、STB-S端，接通实验箱电源。
2. 用示波器观察STA、STB，调节电位器R19(对应STA)、R20(对应STB)，使正弦信号STA、STB波形不失真(峰峰值小于5V)。
3. 用示波器观察PCM编码输出信号。
示波器CH1接SL0，（调整示波器扫描周期以显示至少两个SL0脉冲，从而可以观察完整的一帧信号）CH2分别接SLA、PCM-A、SLB、PCM-B以及PCM，观察编码后的数据所处时隙位置与时隙同步信号的关系以及PCM信号的帧结构（注意：本实验的帧结构中有29个时隙是空时隙，SL0、SLA及SLB的脉冲宽度等于一个时隙宽度）。
开关K8分别接通SL1、SL2、SL5、SL7，观察PCM基群帧结构的变化情况。
4. 用示波器观察PCM译码输出信号
示波器的CH1接STA，CH2接SRA，观察这两个信号波形是否相同(有相位差)。
5. 用示波器定性观察PCM编译码器的动态范围。
开关K5置于STA-IN端，将低失真低频信号发生器输出的1KHz正弦信号从STA-IN输入到TP3057(U82)编码器。示波器的CH1接STA（编码输入），CH2接SRA（译码输出）。将信号幅度分别调至大于5VP-P、等于5VP-P，观察过载和满载时的译码输出波形。再将信号幅度分别衰减10dB、20dB、30dB、40dB、45dB、50dB，观察译码输出波形(当衰减45dB以上时，译码输出信号波形上叠加有较明显的噪声)。
也可以用本模块上的正弦信号源来观察PCM编译码系统的过载噪声(只要将STA-S或STB-S信号幅度调至5VP-P以上即可)，但必须用专门的信号源才能较方便地观察到动态范围。

G. pcm编译码系统的频率响应特性

特性：将频率不同的正弦信号输入传感器，相应的输出信号的幅度和相位与频率之间的关系称为频率响应特性。频率响应特性可由频率响应函数表示，它由幅频特性和相频特性组成。

本实验模块可以传输两路话音信号。采用TP3057编译器，它包括了图9-1中的收、发低通滤波器及PCM编译码器。

编码器输入信号可以是本实验模块内部产生的正弦信号，也可以是外部信号源的正弦信号或电话信号。本实验模块中不含电话机和混合电路，广义信道是理想的，即将复接器输出的PCM信号直接送给分接器。

标注方法

放大器在不同的输出功率下，其频响是不同的，通常输出功率越大，其频响指标就越差。而一个比较负责任的指标标注，应该指“在该放大器的最大不失真功率下测量的指标”，而一些厂家为了回避大功率输出下放大器特性的劣化，使得该指标“看起来好看”，往往采用的是“标准测试方式”，也就是说，在给定放大器放大倍数（增益）的条件下进行测试，而这个放大倍数通常是1。

H. 信息论是怎么提出的

1948年，美国工程师香农在贝尔电器研究所出版的专门杂志上，发表了两篇有关“通信的数学理论”的文章，系统地讨论了通信的基本问题，由此奠定了信息论的基础。

大千世界，林林总总；人类社会，纷繁复杂。这其间有没有共同的东西贯通着？有。现代科学家认为，物质、能量、信息是世界的三大支柱。只要有运动的事物，就需要有能量，也就会存在信息。人类在认识世界和改造世界的一切活动中无不牵涉到信息的交换和利用。有人说，通信(信息)是使社会结构粘合在一起的混凝土。在当今的信息时代，这种比喻是十分贴切的。

科学来源于实践，科学上许多术语往往来自日常生活，信息这个词语就是如此。在日常生活中，我们经常听到人们在谈论“商品信息”、“市场信息”、“科技信息”。而当人们在早晨从收音机里听到气象预报，或看了电视里的新闻之后，就说得到了“信息”。信息是一个常用词，但要问“信息”到底是什么，恐怕很多人回答不上来或说不清楚。

作为一个科学概念，“信息”有其特定的含义。比如，我们听到气象预报说“晴到多云”，这是对气象状态这一事物的具体描述，而一位朋友在电话中对你说“我想去上海”，这是存在于他头脑里的思维活动。从科学的角度讲，以文字、语言、图像等把客观物质运动和主观思维运动的状态表达出来就成为信息。从通信的观点出发，信息要具备两个条件：一是能为通信双方所理解，二是可以传递。

任何信息传递系统，如电话、电视等都有一个发出信息的发送端(信源)、接受信息的接受端(信宿)、连接两者的通道(信道)及编译码器。信息要通过信道传输，须把它变换成适合信道传输的物理信号(如电信号、光信号、声信号等)，编码把信息变换成信号，而译码则将信号还原为信息。信息只有通过编码，才能发出和传送，只有通过译码，才能被接受和理解。就连最简单的信息交流也必须经过编码和译码。如两个人面对面地交谈，讲者把信息变成适于空气传递的声信号，变成语言，就得经过大脑用字词组成句子。这个过程就是编码。听者的耳朵接收到声音信号，经过大脑的理解，明白话音、句子所包含的意思。这个过程就是译码。

香农在1948年发表的文章的序言中有这样一句话：“通信的基本问题是要在某一端准确地或近似地再现从另一端选择出来的信息。”这句话恰如其分地表达了信息论研究的目的就是为了提高通信系统的可靠性和有效性。香农研究的对象是从信源到信宿之间的全过程，是收、发端联合最优化问题，其重点放在编码上。他指出，只要在传输前后对信息进行适当的编码和译码，就能保证在有干扰的情况下，最佳地传送和准确或近似地再现信息。为此他又发展了信息测度理论、信道容量理论和编码理论等等，为各种信息快捷准确地传输作出了贡献。