平衡二进制,也称为对称二进制,是一种由二进制码导出的脉冲编码,其中由一个数字代表正或负量化值的符号,而其余数字表示幅度。在一特定的对称二进制码中,必须规定各数字的次序和符号0和1的用法。按A律或μ律方法编成的脉码,就是一种对称二进制码。这个码不宜在线路传输中使用,不应和伪三进制码的含义相混淆。1
结构从0到15这16个十进制数所对应的对称二进制码组其结构特点是:幅值相同、极性相反的信号所对应的码组,除极性码不同外,其它各位码元的取值完全相同。这样,在进行对称二进制码编码时,可以在判明该点信号取样值的极性后,在半个动态范围内(正半周或负半周)进行量化、编码。这时的量化电平数只有采用自然二进制码的一半(假定两种情况下的量化增量相同),从而可简化编、译码设备。
另外,传输中的干扰如果使极性码改变,只能改变恢复出的信号的极性而不会改变其幅度。从而减小了传输小信号的误差。例如,码组0000所表示是量化电平7,为负极性的最小值。如该码组变为1000的话,则恢复出的是量化电平8,为正极性的最小值。当然,采用对称二进制码时,对应于大幅度信号的码组中,极性码错误会使误差的级差增大。例如,码组0111表示负的最大值,如错为1111,则恢复的信号是正的最大值,误差级差为15。但是,大信号幅度发生错误的概率远远低于小信号。故采用对称二进制码还可提高传输可靠性。2
优点与自然二进制码相比较,采用对称二进制码具有下述优点:当两种码组的量化增量△U一定时,采用对称二进制码可使量化电平总数减少一半,简化编码设备,当两者的量化电平总数相同时,采用对称二进制码可使量化增量△U减小一半,使量化噪声功率下降四倍,从而提高信噪比,改善通信质量。故实用的编码器多采用对称二进制码。它是先利用分相器来区分取样值的极性的正负,即判明该取样值是处在信号整个动态范围的上半部还是下半部。然后再利用任一种编码器对该取样值的绝对值进行编码。
电路工作过程如下:输入的模拟信号U(t)经取样保持电路产生取样保持值,加于分相器。分相器按照的不同相位,将+送到上比较器,将-送到下比较器。比较器的输出通过转换开关K后加到逐渐近似逻辑去进行编码。
起始时,逐渐近似逻辑产生码组最高位码元,它使转换开关K接通“上比较器”。如果为正(该取样值处于信号整个动态范围的上半部),则上比较器输出为1,开关K的位置不动,肯定逐渐近似逻辑的初始估值,保留,逐渐近似逻辑对+编码,如果以为负(该取样值处于信号整个动态范围的下半部),则上比较器输出为0,否定逐渐近似逻辑的初始佶值,使。此时,定有“下比较器”输出为1,则转换开关K转接下比较器,逐渐近似逻辑继续对-编码。2
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王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所