了解编码器与译码器的工作原理
什么是编码器和译码器？
编码器和译码器是数字电子学中常用的两种电路，它们分别负责将模拟信号转换为数字信号与将数字信号转换为模拟信号。在计算机、通信电子、自动化控制和数字音视频等领域中都有着广泛的应用。下面就来详细了解一下编码器和译码器的工作原理。
编码器的工作原理
1.定义与分类
编码器是一种将模拟信号或数字信号转换为数字信号的电路，主要有模拟编码器和数字编码器两种。模拟编码器将连续的模拟信号转换为离散数字信号，例如将模拟音频信号转为数字音频信号；数字编码器则将数字信号转换为另一种数字信号，例如将并行数据转换为串行数据或压缩编码。
2.实现方式
编码器可以采用多种实现方式，常见的有：
①积分-比较器型编码器：利用积分电路将模拟信号转换为脉冲信号，再利用比较电路将脉冲信号转换为数字信号。
②序列型编码器：将输入信号与一个预先确定的数字序列逐位比较，并输出匹配位置的数字，例如旋转编码器。
③统计型编码器：将输入信号的概率分布转换为数字信号概率分布，从而实现信号压缩编码，例如哈夫曼编码。
3.例子：模拟音频编码器
模拟音频编码器主要有两种类型：PCM编码器与压缩编码器。PCM编码器将连续的模拟音频信号转换为离散的数字音频信号，其过程为：
①抽样：将模拟信号按照一定时刻间隔进行采样，生成一个离散序列。
②量化：将采样得到的数据限制在一个有限的符号集内，例如对16位采用32个量化符号表示。
③编码：将量化后的离散序列用独特的二进制码表示。
而压缩编码器则在PCM编码器的基础上进行额外操作，例如将量化序列进行哈夫曼编码，以实现数据压缩。
译码器的工作原理
1.定义与分类
译码器是一种将数字信号转换为模拟信号或另一种数字信号的电路，主要有数字到模拟译码器和数字到数字译码器两种。数字到模拟译码器将数字信号转换为模拟信号，例如将数字音频信号转换为模拟音频信号；数字到数字译码器则将数字信号转换为另一种数字信号，例如将光纤数字信号转换为同轴数字信号。
2.实现方式
译码器也可以采用多种实现方式，有：
①加权电阻分压译码器：将数字信号所代表的码值转换为程度刚好和其值成正比的电位器，再分压得到模拟信号。
②串行-并行转换译码器：将串行数字信号分为若干字节，再同时输出各位二进制码。
③数字信号处理译码器：利用数字信号处理技术对数字信号进行滤波、噪声抑制、增益平衡等操作，输出模拟信号。
3.例子：数字音频译码器
数字音频译码器将数字音频信号转换为模拟音频信号。其过程为：
①数模转换：将数字音频信号转换为模拟音频信号，输入模拟滤波器。
②频率放大：对频带进行放大，以增强信号质量。输入功放。
③电压控制放大：利用电压对放大系数进行控制，以达到对音量的掌控。输出音频信号。
总结
编码器和译码器在数字电子学中具有重要的地位，它们能够有效地将不同的信号类型进行转换，为了实现不同的功能，它们有多种实现方式。熟悉编码器和译码器的原理，就能更好地理解数字电子电路的构造，同时对于其应用也会有更加深刻的了解。