脉冲编码调制

调制是根据消息信号的瞬时值改变载波信号的一个或多个参数的过程。

消息信号是为了通信而传输的信号，而载波信号是没有数据但用于长距离传输的高频信号。

调制技术有很多种，根据所采用的调制类型进行分类。其中，使用的数字调制技术是脉冲编码调制（PCM）。

信号经过脉冲编码调制，将其模拟信息转换为二进制序列，即1和0。PCM 的输出类似于二进制序列。下图显示了相对于给定正弦波瞬时值的 PCM 输出示例。

PCM 产生一系列数字或数字，而不是脉冲串，因此该过程称为数字过程。这些数字中的每一位虽然采用二进制代码，但都代表该时刻信号样本的近似幅度。

在脉冲编码调制中，消息信号由编码脉冲序列表示。该消息信号是通过在时间和幅度上以离散形式表示信号来实现的。

PCM 的基本要素

脉冲编码调制器电路的发射器部分由采样、量化和编码组成，这些部分在模数转换器部分中执行。采样之前的低通滤波器可防止消息信号的混叠。

接收器部分的基本操作是受损信号的再生、解码和量化脉冲串的重建。以下是 PCM 的框图，它代表了发送器和接收器部分的基本元素。

该滤波器消除了输入模拟信号中存在的高于消息信号最高频率的高频分量，以避免消息信号的混叠。

这种技术有助于收集消息信号瞬时值的样本数据，从而重建原始信号。根据采样定理，采样率必须大于消息信号最高频率分量W的两倍。

量化是减少过多比特并限制数据的过程。采样输出提供给量化器时，会减少冗余位并压缩值。

模拟信号的数字化是由编码器完成的。它通过二进制代码指定每个量化级别。这里完成的采样是采样保持过程。这三个部分（LPF、采样器和量化器）将充当模数转换器。编码可以最大限度地减少所使用的带宽。

此部分增加信号强度。通道的输出还设有一个再生中继电路，以补偿信号损失并重建信号，并增加信号强度。

解码器电路对脉冲编码波形进行解码以再现原始信号。该电路充当解调器。

在再生电路和解码器完成数模转换之后，使用低通滤波器（称为重建滤波器）来恢复原始信号。

因此，脉冲编码调制器电路将给定的模拟信号数字化、编码并采样，然后以模拟形式传输。以相反的方式重复整个过程以获得原始信号。