Ⅰ 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。
Ⅱ 纠错码的基本原理和性能参数
纠错码能够检错或纠错,主要是靠码字之间有较大的差别。这可用码字之间的汉明距离d(x,y)来衡量。它的定义为码字x与y之间的对应位取不同值的码元个数。一种纠错码的最小距离d定义为该种码中任两个码字之间的距离的最小值。一种码要能发现e个错误,它的最小距离d应不小于e+1。若要能纠正t个错误,则d应不小于2t+1。一个码字中非零码元的个数,称为此码字的汉明重量。一种码中非零码字的重量的最小值,称为该码的最小重量。对线性码来说,一种码的最小重量与其最小距离在数值上是相等的。
在构造线性码时,数字上是从n维空间中选一k维子空间,且使此子空间内各非零码字的重量尽可能大。当构造循环码时,可进一步将每一码字看成一多项式,将整个码看成是多项式环中的理想,这一理想是主理想,故可由生成多项式决定;而多项式完全可由它的根规定。这样,就容易对码进行构造和分析。这是BCH码等循环码构造的出发点。一般地说,构造一种码时,均设法将它与某种代数结构相联系,以便对它进行描述,进而推导它的性质,估计它的性能和给出它的译码方法。若一种码的码长为n,码字数为M,或信息位为h,以及最小距离为d,则可把此码记作【n,M,d】码。若此码为线性码,常简记作(n,k)或(n,k,d)码。人们还常用R=log2M/n表示码的信息率或简称码率,单位为比特/码元。R越大,则每个码元所携带的信息量越大,编码效率越高。 纠错码实现中最复杂的部分是译码。它是纠错码能否应用的关键。根据式(1),采用的码长n越大,则误码率越小。但n越大,编译码设备也越复杂,且延迟也越大。人们希望找到的译码方法是:误码率随码长n的增加按指数规律下降;译码的复杂程度随码长n的增加接近线性地增加;译码的计算量则与码长n基本无关。可惜,已经找到的码能满足这样要求的很少。不过由于大规模集成电路的发展,即使应用比较复杂的但性能良好的码,成本也并不太高。因此,纠错码的应用越来越广泛。
纠错码传输的都是数字信号。这既可用硬件实现,也可用软件实现。前者主要用各种数字电路,主要是采用大规模集成电路。软件实现特别适合计算机通信网等场合。因为这时可以直接利用网中的计算机进行编码和译码,不需要另加专用设备。硬件实现的速度较高,比软件可快几个数量级。
在传信率一定的情况下,如果采用纠错码提高可靠性,要求信道的传输率增加,带宽加大。因此,纠错码主要用于功率受限制而带宽较大的信道,如卫星、散射等系统中。纠错码还用在一些可靠性要求较高,但设备或器件的可靠性较差,而余量较大的场合,如磁带、磁盘和半导体存储器等。
在分组码的研究中,谱分析的方法受到人们的重视。纠同步错误码、算术码、不对称码、不等错误纠正码等,也得到较多的研究。 分组码是对信源待发的信息序列进行分组(每组K位)编码,它的校验位仅同本组的信息位有关。自20世纪50年代分组码的理论获得发展以来,分组码在数字通信和数据存储系统中已被广泛应用。
分组码的码长n和码字个数M是一个码的主要构造参数。码长为n的码中所有码字的位数均为n;若要用一个码传送k比特信息,则码字的个数M必须满足。典型的分组码是由k位信息位和r位监督位组成的,这样构成的码一般称为系统码。
分组码中应用最广的线性分组码。线性分组码中的M个码字之间具有一定线性约束关系,即这些码字总体构成了n维线性空间的一个k维子空间。称此k维子空间为(n,k)线性分组码。线性系统码的特点是每个码字的前k位均由这个码字所对应的信息位组成,并通过对这k位信息位的线性运算得到后面n—k是位监督位。
线性分组码中应用最广的是循环码,循环码的主要特征是任何码字在循环移位后个码字。循环码的优点在于其编码和解码手续比一般线性码简单,因而易于在设备上实现。在循环码中,码字可表示为多项式。循环码的码字多项式都可表示成为循环码的生成多项式与这个码字所代表的信息多项式的乘积,即,因此一个循环码可以通过给出其生成多项式来规定。常用的循环码有BCH码和RS码。
网格码有多种描述方法,网格图是常用方法之一,它能表示出编码过程。一个码率为1/2、包含四种状态的网格码的网格图如图所示。图1中00,01,10,11表示编码器所具有的四种状态,以“·”示出,从每一状态出发都存在两条支路,位于上面的一条支路对应于编码器输入为“0”的情况,位于下面的一条支路对应于编码器输入为“1”的情况,而每一支路上所列出的两个二进位码则表示相应的编码输出。因而可知,编码输出不仅决定于编码器的当前输入,还决定于编码器的状态,例如在图中从“00”状态出发;,若输入的二进制数据序列为1011,则编码器的状态转移过程为00→01→10→01→11,而相应的编码输出序列为11010010。在网格图中任意两条从同一状态出发;,经不同的状态转移过程后又归于另一相同状态(该状态也可与初始状态相同)的路径间的距离的最小值称为码的自由距离。如该图中的为5。对于卷积码来说,的计算可简化为始于且终于零状态的非全零路径与全零路径间距离的最小值。是表征网格码纠错能力的重要参数。维特比算法是广泛采用的网格码的译码方法。由于网格码的状态越多,译码越复杂,所以状态个数是度量网格码译码复杂性的重要参数。一般说来可以通过增大译码复杂性来增加,从而提高码的纠错能力。
BCH码、网格码已被广泛地应用于移动通信、卫星通信和频带数据传输中。RS码也被广泛应用于光盘的存储中。
大多数纠错码是设计来纠随机误码的,可以通过交织的方法使它适用于对突发误码的纠错。交织是一种使得集中出现的突发误码在解码时进行分散化的措施,从而使其不超出纠错码的纠错能力范围。 卷积码不对信息序列进行分组编码,它的校验元不仅与当前的信息元有关,而且同以前有限时间段上的信息元有关。卷积码在编码方法上尚未找到像分组码那样有效的数学工具和系统的理论。但在译码方面,不论在理论上还是实用上都超过了分组码,因而在差错控制和数据压缩系统中得到广泛应用。
Ⅲ ldpc码的编译码原理是什么ldpc码是如何构造出来的译码算法有哪些
BP是belief-propagation,指得是置信传播法。 BF是Bit-Flipping,指得是比特翻转法。 两者的思想都是通过信息传递迭代判断最可能错误的点。但BP在计算中使用了先验概率和后验概率作为判断的依据。而BF则是根据传递的信息评估某位是1或0的可能性
Ⅳ 什么是卷积编码
卷积码是将k个信息比特编成n个比特,但k和n通常很小,特别适合以串行形式进行传输,时延小。
卷积码定义:
若以(n,k,m)来描述卷积码,其中k为每次输入到卷积编码器的bit数,n为每个k元组码字对应的卷积码输出n元组码字,m为编码存储度,也就是卷积编码器的k元组的级数,称m+1= K为编码约束度m称为约束长度。卷积码将k元组输入码元编成n元组输出码元,但k和n通常很小,特别适合以串行形式进
卷积码的编码器
行 传输,时延小。与分组码不同,卷积码编码生成的n元组元不仅与当前输入的k元组有关,还与前面m-1个输入的k元组有关,编码过程中互相关联的码元个数为n*m。卷积码的纠错性能随m的增加而增大,而差错率随N的增加而指数下降。在编码器复杂性相同的情况下,卷积码的性能优于分组码。
编码原理:
卷积码编码器
以二元码为例,编码器如图。输入信息序列为u=(u0,u1,…),其多项式表示为u(x)=u0+u1x+…+ulxl+…。编码器的连接可用多项式表示为g(1,1)(x)=1+x+x2和g(1,2)(x)=1+x2,称为码 的子生成多项式。它们的系数矢量g(1,1)=(111)和g(1,2)=(101)称作码的子生成元。以子生成多项式为阵元构成的多项式矩阵G(x)=[g(1,1)(x),g(1,2)(x)],称为码的生成多项式矩阵。
Ⅳ cvsd编码译码原理
语法规则及函数模块如下所示:
int do_stat()
{
int es=0;
fscanf(fp,"%s %s\n",&token,&token1);
printf("%s %s\n",token,token1);
es=statement();
if (es>0) return(es);
fscanf(fp,"%s %s\n",&token,&token1);
printf("%s %s\n",token,token1);
if(strcmp(token,"while")==0)
{
fscanf(fp,"%s %s\n",&token,&token1);
printf("%s %s\n",token,token1);
if(strcmp(token,"(")) return(es=5);
fscanf(fp,"%s %s\n",&token,&token1);
printf("%s %s\n",token,token1);
es=expression();
if(es>0) return(es);
if(strcmp(token,")")) return(es=6);
fscanf(fp,"%s %s\n",&token,&token1);
printf("%s %s\n",token,token1);
}
else es=3;
return(es);
}
//<声明语句> ::=int <变量>|<变量>;
//<declaration_stat>::=int ID,{ID};
int declaration_stat()
{
int es=0;
fscanf(fp,"%s %s\n",&token,&token1);
printf("%s %s\n",token,token1);
if (strcmp(token,"ID")) return(es=3); //不是标识符
fscanf(fp,"%s %s\n",&token,&token1);
printf("%s %s\n",token,token1);
while(strcmp(token,",")==0 )
{
fscanf(fp,"%s %s\n",&token,&token1);
printf("%s %s\n",token,token1);
if (strcmp(token,"ID")) return(es=3); //不是标识符
fscanf(fp,"%s %s\n",&token,&token1);
printf("%s %s\n",token,token1);
};
if (strcmp(token,";") ) return(es=4);
fscanf(fp,"%s %s\n",&token,&token1);
printf("%s %s\n",token,token1);
return(es);
}
//<程序>::={<声明序列><语句序列>}
//program::={<declaration_list><statement_list>}
int program()
{
int es=0;
fscanf(fp,"%s %s\n",token,token1);
printf("%s %s\n",token,token1);
if(strcmp(token,"main")==0)
{
fscanf(fp,"%s %s\n",&token,&token1);
printf("%s %s\n",token,token1);
if (strcmp(token,"(")) return(es=5); //少左括号
fscanf(fp,"%s %s\n",&token,&token1);
printf("%s %s\n",token,token1);
if (strcmp(token,")")) return(es=6); //少右括号
fscanf(fp,"%s %s\n",&token,&token1);
printf("%s %s\n",token,token1);
}
else
{
es=8;
return(es);
}
if(strcmp(token,"{"))//判断是否'{'
{
es=1;
return(es);
}
fscanf(fp,"%s %s\n",&token,&token1);
printf("%s %s\n",token,token1);
es=declaration_list();
if (es>0) return(es);
es=statement_list();
if (es>0) return(es);
if(strcmp(token,"}"))//判断是否'}'
{
es=2;
return(es);
}
return(es);
}
输入如下:
main()
{int a,b,c;
read a;
read b;
c=0;
do{
c=a*b;
b=b+1;
a=a-1;
}while(b<=20)
write c;
}
输出结果如下:
请输入源程序文件名(包括路径):main.txt
词法分析成功!
main main
( (
) )
{ {
int int
ID a
, ,
ID b
, ,
ID c
; ;
read read
ID a
; ;
read read
ID b
; ;
ID c
= =
NUM 0
; ;
do do
{ {
ID c
= =
ID a
* *
ID b
; ;
ID b
= =
ID b
+ +
NUM 1
; ;
ID a
= =
ID a
- -
NUM 1
; ;
} }
while while
( (
ID b
<= <=
ID b
<= <=
NUM 20
) )
write write
ID c
; ;
ID c
; ;
} }
=====语法分析结果!======
语法分析成功!
程序分析成功!!!
Ⅵ 算术编码的编码方法
若有一个a、b、c、d四种符号的单符号信源,待编序列为S=abda,已知:
符号a b c d
符号概率Pi 0.100 0.010 0.001 0.001
(以二进位小数表示)
累积概率∑pi 0.000 0.100 0.110 0.111
按照一定精度的数值作为序列的算术编码,实质上是分割单位区间的过程。实现它,必须完成两个递推过程:一个代表码字C(·),另一个代表区间宽度为A(·)。若记SXi表示S的增长(即S后增加一个符号Xi)序列。则有图1 。
若记λ为空序列,有A(λ)=1,C(λ)=0,则有如图2 。
并依次求得:C(abd)= 010111, A(abd)= 0.00001
C(abda)= 0.010111 ,A(abda)= 0.000001 该编码过程可以用图3所示的单位区间划分的过程来描述。
译码为逆递推过程,可以通过对编码后的数值进行比较来实现。即判断C(S)落入哪一个区间,最后得出一个相应的符号序列S'=Ma=S。
实际的编译码过程比较复杂,但原理相同,算术编码的理论性能也可使平均符号代码长度接近符号熵,而且对二元信源的编码实现比较简单,故受重视。中国将它应用于报纸传真的压缩设备中,获得了良好的效果。
Ⅶ 纠错码的简介
纠错码(error correcting code) ,是在接收端能自动地纠正数据传输中所发生差错的码。纠错码的基本思路是在所有的由发送符号组成的序列中,仅挑出其中一部分做为信息的代表向信道发送,并使得所挑出的这些序列之间有尽可能多的差异。每个被挑出的允许发送的序列被称为一个码字,而码字的总合称为码。在发送端把信息变换成码字的过程称为编码;在接收端从接收到的信号判定所发码字、从而恢复信息的过程称为解码(或译码)。在解码时,若收到的信号不是码中的一个码字,则可以肯定在传输中出现了差错,从而着手对差错进行纠正。纠错的方法是找到与接收到的信号最接近的码字,并将其判定为发送信号。一般采用“距离”来度量信号间的接近程度,一种常用的“距离”称为汉明距离,它被定义为两码字间对应位不同的个数总和。一个给定码,其全部码字两两之间距离的最小值被称为这个码的码距。码距是一个码纠错能力的重要参数,例如在汉明距离下,若接收到的信号出错的位数不多于码距的一半,则接收端总能正确地恢复所发送的码字,从而正确地恢复所发送的信息。
纠错编码又称信道编码,它与信源编码是信息传输的两个方面。它们之间存在对偶的关系。应用信道译码直接对一些自然信息进行处理,可以去掉剩余度,以达到压缩数据的目的。
为了使一种码具有检错或纠错能力,必须对原码字增加多余的码元,以扩大码字之间的差别,使一个码字在一定数目内的码元上发生错误时,不致错成另一个码字。准确地说,即把原码字按某种规则变成有一定剩余度的码字,并使每个码字的码元间有一定的关系。关系的建立称为编码。码字到达收端后,用编码时所用的规则去检验。如果没有错误,则原规则一定满足,否则就不满足。由此可以根据编码规则是否满足以判定有无错误。当不能满足时,在可纠能力之内按一定的规则确定错误所在的位置,并予以纠正。纠错并恢复原码字的过程称为译码;码元间的关系为线性时,称为线性码;否则称为非线性码。检错码与其他手段结合使用,可以纠错。检错反馈重发系统(ARQ系统)就是一例。
在构造纠错码时,将输入信息分成k位一组以进行编码。若编出的校验位仅与本组的信息位有关,则称这样的码为分组码。若不仅与本组的k个信息位有关,而且与前若干组的信息位有关,则称为格码。这种码之所以称为格码,是因为用图形分析时它象篱笆或格架。线性格码在运算时为卷积运算,所以叫卷积码。 R.W.汉明于1950年首先给出可以纠正一个独立错误的线性分组码──汉明码。差不多与此同时E.戈雷给出一种可以纠正三个错误的完备码。完备码虽然十分罕见,但有较大实用意义。1954年D.E.莫勒提出一种能纠正多个错误的码;I.S.里德则立即给出它的译码方法,用的是择多判决法,这种码常称为RM码。1957年,E.普勒齐引入了循环码的概念。1959~1960年出现了BCH码,引进有限域的概念,解决了循环码的构造和性能估计等基本问题。后来成为线性分组码中最重要的一类码。它能纠正多个错误,且在实用范围内接近信道编码定理所指出的误码率值。但当n增大时,其误码率不能呈指数下降。BCH码的译码问题是W.W.彼得森解决的;钱天闻则提供了一种系统地搜索根的方法。1967年,E.R.伯利坎普提出一种迭代算法,大大简化了译码,使纠错码趋于实用。1970年В.Д.戈帕提出一种线性分组码的构造方法,原则上它可以达到吉尔伯特限,实现了理论上预期的目标。但至今仍未解决如何具体构造这种码的问题。
卷积码最早由P.伊莱亚斯于1955年提出。它的纠错能力较强,设备复杂程度与分组码大体相当。首先获得成功的译码方法是序列译码。1967年A.J.维特比提出的译码算法,能较好地按最大似然准则译码,且在许多领域中均可应用。卷积码还可用代数方法译码。它的设备虽较简单,但性能较差。卷积码在理论上不如分组码成熟,所用的工具也比较多样,尚缺乏系统的、统一的方法处理。
分组码和卷积码不但可以用来纠正独立错误,而且可以用来恢复删除错误和纠正突发错误。如分组码中有里德-索洛蒙码,法尔码等;卷积码中有岩垂码及扩散卷积码等。
为了实现低的误码率,根据式(1),要求码长n较大。但已知的大多数码,当n变大时不是性能欠佳或者难以构造,就是译码过分复杂,不容易实现。但是,可以利用好的码进行级连,以得到性能更好的码。级连码的内码和外码,用分组码和卷积码都可以。这在深空通信中应用较多。
Ⅷ 实用无线电遥控电路的目录
第1章无线电遥控概述1
1.1无线电遥控的任务和遥控系统(装置)分类1
1.1.1无线电遥控的任务及遥控指令信号1
1.1.2遥控系统(装置)及其分类3
1.1.3无线电遥控与遥测4
1.2无线电遥控设备的组成及其功能5
1.2.1无线电遥控设备的组成5
1.2.2无线电遥控发射电路6
1.2.3无线电遥控接收机9
应用与导读超再生接收原理及解读14
1.3无线电遥控常用的调制方式15
第2章单通道无线电遥控电路19
2.1单通道无线电遥控方式19
2.2单通道27MHz无线电遥控继电器开关电路20
2.3采用幅度键控式晶体稳频发射的无线电遥控电路22
2.4单通道28MHz无线电遥控电气插座电路25
2.5单通道265MHz无线电遥控继电器控制电路28
2.6单通道265MHz无线电遥控可控硅触发开关控制电路29
2.7单通道280MHz无线电遥控可控硅触发插座电路31
2.8单通道280MHz无线电遥控家用电器插座电路33
2.9单通道280MHz无线电遥控继电器控制开关电路35
2.10无线电遥控电子模特儿“欢迎光临”发声电路37
2.11超短波(265MHz)无线电遥控、触摸两用防盗报警电路38
2.12超高频303MHz无线电遥控防抢劫报警电路41
第3章单通道步进式无线电遥控电路44
3.1单通道步进式无线电控制方式44
3.2单通道步进式超高频(280MHz)无线电遥控继电器开关电路45
3.3无线电遥控单通道步进式4路继电器控制电路47
3.4无线电遥控步进式调光伴鸟鸣声控制电路48
3.5无线电遥控八选台收音机电路51
3.6无线电遥控电子鸟模拟8种动物叫声电路53
3.7仿自然风和名曲伴唱电风扇控制电路54
3.8无线电遥控电风扇自动变速电路56
3.9无线电遥控高级落地扇电路58
第4章频分多路无线电遥控电路61
4.1频分制无线电遥控方式61
4.1.1频分制单路遥控61
4.1.2频分制多路遥控设备63
4.2LC选频放大器64
4.3用于音频译码的TTL锁相环LM56767
4.3.1锁相环的组成及其相位锁定原理67
4.3.2锁相环音频译码集成电路LM56768
应用实例LM567单音译码继电器控制电路70
4.4CMOS数字集成锁相环CD404673
4.4.1CMOS锁相环的组成、工作原理及性能73
4.4.2CD4046的主要用途和功能76
4.4.3CD4046在无线电遥控中的应用78
4.5采用分立元件、通用集成器件组成的频分多路无线电遥控电路81
4.5.1采用音频锁相环LM567的频分多路无线电遥控电路81
4.5.2频分制二通道无线电遥控开关电路82
4.5.3频分制三通道无线电遥控继电器控制电路84
4.5.4采用数字锁相环CD4046的三通道无线电遥控可控硅开关电路86
4.5.5采用数字锁相环CD4046的频分多路无线电遥控电路88
4.5.6频分四通道无线电遥控电路90
4.6双音多频集成编码器及频分多路无线电遥控系统92
4.6.1双音多频编码原理92
4.6.2DTMF信号产生器和典型集成编码器件95
4.6.3DTMF信号编码器TCM5087及其在遥控中的应用95
4.6.4HD61826双音多频编码器和DTMF无线电遥控发射电路98
4.6.5用MK5087和LM567构成的八路DTMF无线电遥控电路100
4.7DTMF专用集成译码器及多频道无线电接收电路103
4.7.1双音多频译码器及多频道无线电遥控电路103
4.7.216通道DTMF编译码无线电遥控电路107
4.7.3双音多频译码器MT8870及其在遥控中的应用109
4.7.4采用MK5087/MT8870编译码器的四通道16组无线电遥控装置111
4.7.5用UM95087/TC35031编译码器件构成的四通道16组无线电遥控电路113
4.7.6采用DTMF编译码器S2559F/MT8870的16通道无线电遥控电路116
4.7.7采用S2559/YN9102的四通道16组无线电遥控电路118
第5章时分多路无线电遥控电路121
5.1时分多路无线电遥控概述121
5.2脉冲编码遥控指令的生成和常用的编译码器125
5.2.1用二进制脉冲编码传送遥控指令及带来的优点125
5.2.2二进制编码/译码电路127
5.2.3二-十进制(BCD)编码电路128
5.3使用常见的通用数字集成器件设计时分多路编译码器130
5.3.1脉冲编、译码中常用的CMOS型数字集成电路130
5.3.2神通广大的十进制计数/脉冲分配器CD4017132
5.3.3采用CD4017的码分九路无线电发射电路135
5.3.4由CD4017构成的可控型步进式无线电遥控电路136
5.3.5采用556和CD4017的脉冲编码无线电遥控发射电路138
5.3.6采用两只CD4017的步进式脉冲编码无线电遥控电路140
5.4话机脉冲拨号集成器件及脉冲编码器142
5.4.1脉冲拨号集成电路及其主要功能142
5.4.2脉冲拨号集成器件UM9151及其应用144
5.4.3脉冲拨号集成器件LR40992及其应用146
5.4.4脉冲拨号集成器件TP50981N及其应用148
5.5专用数字编译码器150
5.5.1专用多路编译码集成器件的类型和特点151
5.5.2多路时分编译码器的常见型号和主要电参数152
5.6MC145026/27/28和SC41342/43/44系列编译码器及其应用154
5.6.1MC145026/27/28(SC41342/43/44)的编译码原理和电路结构154
5.6.2MC145026/27/28(SC41342/43/44)系列编译码电路设计及应用160
5.6.3由MC145026/27构成的码分制四通道无线电遥控电路161
5.7编译码合一的单片集成器件MC145030及其应用163
5.7.1单片遥控编译码器MC145030163
5.7.2采用MC145030的应答式512路报警系统167
5.8VD5026/27/28和ED5026/27/28编译码集成电路及其应用171
5.8.1VD5026/27/28和ED5026/27/28编译码器171
5.8.2VD5026和VD5027/28组成的多路遥控系统173
5.8.3采用数字编译码器ED5026/27的多通道无线电遥控电路174
5.8.4码分多路无线电遥控继电器控制电路176
5.9YYH26/27/28编译码集成器件及其应用178
5.9.1YYH26/27/28多路数字编译码集成电路178
5.9.2采用YYH26/27编译码器的无线电遥控电路181
5.9.3设置有加密地址码的多路无线电遥控电路182
5.10HT12E/D/F编译码集成电路及其应用184
5.10.1HT12系列集成电路的编译码原理185
5.10.2HT12E/D/F组成的多路遥控系统186
5.10.3采用HT12E/D/F的多路应答式巡回监测系统187
5.10.4HT12E/D组成的256路多功能遥控系统187
5.10.5采用HT12E/F的电力载波多路遥控系统188
5.10.6采用HT12E/D的码分256路16种子密码的无线电遥控系统189
5.11ZH89系列编译码集成器件及其应用191
5.11.1ZH8907/11多功能编译码集成电路及其应用192
5.11.2ZH8901单片编译码集成电路和多路应答系统193
5.11.3由ZH8901构成的码分多路无线电遥控电路195
5.11.4用ZH8901构成的码分多路超级无线电监督系统197
5.12LC219/220A和LC2190/2200控制数据编译码器及其应用199
5.12.1LC219/220A编译码器199
5.12.2LC2190/2200控制数据编译码器201
5.12.3采用LC219/220A的无线电遥控六路互锁可控硅控制电路203
应用与导读数据编码器LC219在红外和无线电遥控中的合理使用和正确连接205
5.12.4无线电遥控六路可控硅自锁控制电路206
应用与导读LC220A译码输出的两种锁定方式及正确使用方法207
5.13TM701/702/703系列多功能编译码器及其应用208
5.13.1TM701/702/703系列编译码器208
5.13.2采用TM703/702的无线电遥控九路继电器控制电路211
5.14自动变码的跳码型、滚动型编译码器及其在遥控中的应用213
5.14.1跳码型、滚动型编译码器概述213
5.14.2跳码型编码器ACM1330E和译码器ACM1550D214
5.14.3ACM1330E/1550D跳码型编译码器的应用216
5.14.4跳码型双功能编译码集成电路TR1300/1315及其应用219
第6章无线电遥控发收模块(组件)及其应用223
6.1微功耗超高频无线电遥控发收模块(组件)223
6.2微功耗超高频无线电遥控发收模块RCM-1A/RCM-1B225
6.2.1RCM-1A/RCM-1B的外形、主要功能及电参数226
6.2.2无线电发收模块RCM-1A/RCM-1B的典型应用227
6.3无线电遥控发收模块T630/T631、TWH630/TWH631及其应用231
6.3.1超短波(265MHz)无线电发收模块T630/T631及其应用231
6.3.2长波(150kHz)无线电发收模块T630/T631及其应用235
6.3.3超高频(265MHz)无线电发收模块TWH630/TWH631及其应用238
6.4超短波发收模块T930、T930A 和T932240
6.5超高频(250~350MHz)无线电发收模块TDC1808(A)/TDC1809及其应用243
6.6超高频(303.9MHz)无线电发收模块M303S/M303R及其应用246
6.6.1超高频发收模块M303S/M303R简介246
6.6.2数字编码16路无线电报警系统248
6.7超高频无线电发收模块TXC3-T/TXC3-R及其应用249
6.8TWH9236/TWH9238系列无线电遥控发收模块及其应用252
6.8.1TWH9236系列发射模块的内部组成、外形结构及主要参数253
6.8.2TWH9238系列接收模块的外形结构及主要参数255
6.8.3TWH9236/TWH9238发收模块的应用257
6.9超高频(315MHz)无线电遥控发收模块CSJ-T/R系列及其应用260
6.9.1CSJ-T/R系列无线电遥控发收模块260
6.9.2CSJ-T/R系列无线电遥控发收模块的应用265
6.10FDD400/JDD400系列超高频(250~350MHz)无线电发收模块269
6.10.1FDD400/JDD400无线电发收模块及其应用269
6.10.2FD400/JD400无线电发收模块272
6.10.3FDD400-1/JDD400-1无线电发收模块及其应用273
6.11超短波(36MHz)无线电发收模块FDD-5/JDD-5及其应用275
6.11.1FDD-5/JDD-5的组成和主要电参数275
6.11.2FDD-5/JDD-5发收模块的应用277
6.12超高频(315MHz)无线电遥控发收模块TX315系列279
6.12.1采用声表面波谐振器的无线电发收模块TX315A279
6.12.2采用SAW和ASK单片接收芯片的发收模块TX315B1283
6.12.3改进型无线电发收模块TX315B2285
6.13低电压高稳定度的无线电发收模块CBF1/CBJ1及其应用288
6.13.1CBF1/CBJ1的外形结构和主要性能288
6.13.2CBF1/CBJ1发收模块的应用289
6.14高稳定度无线电发收模块YG300U-S/YG300U-R及其应用293
6.14.1YG300U-S/YG300U-R发收模块的结构、组成和主要性能293
6.14.2YG300U-S/YG300U-R发收模块的应用295
第7章综合应用与典型课题设计实例297
7.1采用VD5026/VD5027编译码器的多路超高频无线电遥控系统297
7.2采用红外探测和无线电调频技术的监控报警装置300
7.3无人值守的红外探测16路无线电防盗报警系统303
7.4采用ED5026/ED5027和YG300U-S/YG300-R的无线电遥控16通道继电器控制电路306
7.5可前进、后退的无线电遥控电动小汽车电路308
7.6稚童远离大人音响提醒器电路310
7.7无线电遥控/触摸步进式调光灯电路311
7.8DTMF四通道16组彩灯伴乐曲发声无线电遥控电路314
7.9采用ED5026/ED5027和HS101/HS201的四通道无线电遥控电路317
7.10采用编译码器MC145026/MC145027的16通道无线电遥控系统319
7.11采用T930/T932和CIC9187/YN9101的16通道无线电遥控系统322
7.12优先编码10通道无线电遥控电路325
7.13采用RCM-1A/RCM-1B和ED5026/ED5027的一点对多点的无线电监控系统328
7.14采用FD400/JD400的小型无线数字寻呼系统330
7.15无人值守的红外监控无线电报警电路332
7.16由跳码芯片TR1300/TR1315组成的16通道无线电遥控实验电路335
7.17采用CSJ-T300A/CSJ-R02A和BCD码液位传感器的无线电遥测电路337
参考文献343
Ⅸ 编码器的详细工作原理
绝对脉冲编码器:APC
增量脉冲编码器:SPC
两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件.
旋转编码器是用来测量转速的装置。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数(几十个到几千个都有),和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲,而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲,通过这两组脉冲不仅可以测量转速,还可以判断旋转的方向。
增量型编码器与绝对型编码器的区分
编码器如以信号原理来分,有增量型编码器,绝对型编码器。
增
量
型
编
码
器
(旋转型)
工作原理:
由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形通、暗的刻线,有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度),将C、D信号反向,叠加在A、B两相上,可增强稳定信号;另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。
由于A、B两相相差90度,可通过比较A相在前还是B相在前,以判别编码器的正转与反转,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。
编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料,玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线,其热稳定性好,精度高,金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度,精度就有限制,其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级,塑料码盘是经济型的,其成本低,但精度、热稳定性、寿命均要差一些。
分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,也称解析分度、或直接称多少线,一般在每转分度5~10000线。
信号输出:
信号输出有正弦波(电流或电压),方波(TTL、HTL),集电极开路(PNP、NPN),推拉式多种形式,其中TTL为长线差分驱动(对称A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL也称推拉式、推挽式输出,编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。
信号连接—编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机,PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分,开关频率有低有高。
如单相联接,用于单方向计数,单方向测速。
A.B两相联接,用于正反向计数、判断正反向和测速。
A、B、Z三相联接,用于带参考位修正的位置测量。
A、A-,B、B-,Z、Z-连接,由于带有对称负信号的连接,电流对于电缆贡献的电磁场为0,衰减最小,抗干扰最佳,可传输较远的距离。
对于TTL的带有对称负信号输出的编码器,信号传输距离可达150米。
对于HTL的带有对称负信号输出的编码器,信号传输距离可达300米。