簡介
中文稱脈碼調制，由A.裡弗斯于1937年提出的，這一概念為數字通信奠定了基礎，60年代它開始應用于市内電話網以擴充容量，使已有音頻電纜的大部分芯線的傳輸容量擴大24～48倍。到70年代中、末期，各國相繼把脈碼調制成功地應用于同軸電纜通信、微波接力通信、衛星通信和光纖通信等中、大容量傳輸系統。80年代初，脈碼調制已用于市話中繼傳輸和大容量幹線傳輸以及數字程控交換機，并在用戶話機中采用。
在光纖通信系統中，光纖中傳輸的是二進制光脈沖“0”碼和“1”碼，它由二進 脈沖編碼調制
制數字信号對光源進行通斷調制而産生。而數字信号是對連續變化的模拟信号進行抽樣、量化和編碼産生的，稱為PCM（Pulse-code modulation），即脈沖編碼調制。這種電的數字信号稱為數字基帶信号，由PCM電端機産生。當前的數字傳輸系統都是采用脈碼調制（Pulse-code modulation）體制。PCM最初并非傳輸計算機數據用的，而是使交換機之間有一條中繼線不是隻傳送一條電話信号。PCM有兩個标準（表現形式）即E1和T1。
中國采用的是歐洲的E1标準。T1的速率是1.544Mbit/s，E1的速率是2.048Mbit/s。
脈沖編碼調制可以向用戶提供多種業務，既可以提供從2M到155M速率的數字數據專線業務，也可以提供話音、圖象傳送、遠程教學等其他業務。特别适用于對數據傳輸速率要求較高，需要更高帶寬的用戶使用。
脈沖編碼調制是70年代末發展起來的，記錄媒體之一的CD，80年代初由飛利浦和索尼公司共同推出。脈碼調制的音頻格式也被DVD-A所采用，它支持立體聲和5.1環繞聲，1999年由DVD 脈沖編碼調制
讨論會發布和推出的。脈沖編碼調制的比特率，從14-bit發展到16-bit、18-bit、20-bit直到24-bit；采樣頻率從44.1kHz發展到192kHz。PCM脈碼調制這項技術可以改善和提高的方面則越來越來小。隻是簡單的增加PCM脈碼調制比特率和采樣率，不能根本的改善它的根本問題。其原因是PCM的主要問題在于：
（1）任何脈沖編碼調制數字音頻系統需要在其輸入端設置急劇升降的濾波器，僅讓20Hz-22.05kHz的頻率通過（高端22.05kHz是由于CD44.1kHz的一半頻率而确定）。
（2）在錄音時采用多級或者串聯抽選的數字濾波器（減低采樣頻率），在重放時采用多級的内插的數字濾波器（提高采樣頻率），為了控制小信号在編碼時的失真，兩者又都需要加入重複定量噪聲。這樣就限制了PCM技術在音頻還原時的保真度。
為了全面改善脈沖編碼調制數字音頻技術，獲得更好的聲音質量，就需要有新的技術來替換。飛利浦和索尼公司再次聯手，共同推出一種稱為直接流數字編碼技術DSD的格式，其記錄媒體為超級音頻CD即SACD，支持立體聲和5.1環繞聲。DSD是PCM脈沖編碼調制的進化版。
工作原理
脈沖編碼調制就是把一個時間連續，取值連續的模拟信号變換成時間離散，取值離散的數字信号後在信道中傳輸。脈沖編碼調制就是對模拟信号先抽樣，再對樣值幅度量化，編碼的過程 脈沖編碼調制工作原理抽樣，就是對模拟信号進行周期性掃描，把時間上連續的信号變成時間上離散的信号，抽樣必須遵循奈奎斯特抽樣定理。該模拟信号經過抽樣後還應當包含原信号中所有信息，也就是說能無失真的恢複原模拟信号。它的抽樣速率的下限是由抽樣定理确定的。抽樣速率采用8Kbit/s。
量化，就是把經過抽樣得到的瞬時值将其幅度離散，即用一組規定的電平，把瞬時抽樣值用最接近的電平值來表示，通常是用二進制表示。
量化誤差：量化後的信号和抽樣信号的差值。量化誤差在接收端表現為噪聲，稱為量化噪聲。量化級數越多誤差越小，相應的二進制碼位數越多，要求傳輸速率越高，頻帶越寬。為使量化噪聲盡可能小而所需碼位數又不太多，通常采用非均勻量化的方法進行量化。非均勻量化根據幅度的不同區間來确定量化間隔，幅度小的區間量化間隔取得小，幅度大的區間量化間隔取得大。
一個模拟信号經過抽樣量化後，得到已量化的脈沖幅度調制信号，它僅為有限個數值。
編碼，就是用一組二進制碼組來表示每一個有固定電平的量化值。
然而，實際上量化是在編碼過程中同時完成的，故編碼過程也稱為模/數變換，可記作A/D。
話音信号先經防混疊低通濾波器，進行脈沖抽樣，變成8KHz重複頻率的抽樣信号（即離散的脈沖調幅PAM信号），然後将幅度連續的PAM信号用“四舍五入”辦法量化為有限個幅度取值的信号，再經編碼後轉換成二進制碼。對于電話，CCITT規定抽樣率為8KHz，每抽樣值編8位碼，即共有2∧8=256個量化值，因而每話路PCM編碼後的标準數碼率是64kb/s。為解決均勻量化時小信号量化誤差大，音質差的問題，在實際中采用不均勻選取量化間隔的非線性量化方法，即量化特性在小信号時分層密，量化間隔小，而在大信号時分層疏，量化間隔大。
在實際中使用的是兩種對數形式的壓縮特性：A律和U律，A律編碼主要用于30/32路一次群系統，U律編碼主要用于24路一次群系統。A律PCM用于歐洲和中國，U律PCM用于北美和日本。
編碼:PCM編碼原理與規則：PCM數字接口是G.703标準，通過75Ω同軸電纜或120Ω雙絞線進行非對稱或對稱傳輸，傳輸碼型為含有定時關系的HDB3碼，接收端通過譯碼可以恢複定時，實現時鐘同步。Fb為幀同步信号，C2為時鐘信号，速率為2.048Mbps，數據在時鐘下降沿有效，E1接口具有 脈沖編碼調制編碼
PCM幀結構，一個複幀包括16個幀，一個幀為125μs，分為32個時隙，其中偶幀的零時隙傳輸同步信息碼0011011，奇幀的零時隙傳輸對告碼，16時隙傳輸信令信息，其它各時隙傳輸數據，每個時隙傳輸8比特數據。
可采用u率或者是A率進行編碼。我國采用的是A率13折線編碼。
PCM複用設備以采樣技術為定理。采樣定理：如果在規定的時間内，以有效信号最高頻率的二倍或二倍以上的速率對該信号進行采樣，則這些采樣信息值中包含了全部原始信号信息。
技術基礎
一位可變
如同RAM或EEPROM，PCM複用設備可變的最小單元是一位。閃存技術在改變儲存的信息時要求有一步單獨的擦除步驟。而在一位可變的存儲器中存儲的信息在改變時無需單獨的擦除步驟，可直接由1變為0或由0變為1。
非易失性
相變存儲器如NOR閃存與NAND閃存一樣是非易失性的存儲器。RAM需要穩定的供電來維持信号，如電池支持。DRAM也有稱為軟錯誤的缺點，由微粒或外界輻射導緻的随機位損壞。早期Intel進行的兆比特PCM存儲陣列能夠保存大量數據，該實驗結果表明PCM複用設備具有良好的非易失性。
讀取速度
如同RAM和NOR閃存，PCM複用設備技術具有随機存儲速度快的特點。這使得存儲器中的代碼可以直接執行，無需中間拷貝到RAM。PCM複用設備讀取反應時間與最小單元一比特的NOR閃存相當，而它的的帶寬可以媲美DRAM。相對的，NAND閃存因随機存儲時間長達幾十微秒，無法完成代碼的直接執行。
寫入/擦除速度
PCM複用設備能夠達到如同NAND的寫入速度，但是PCM複用設備的反應時間更短，且無需單獨的擦除步驟。NOR閃存具有穩定的寫入速度，但是擦除時間較長。PCM同RAM一樣無需單獨擦除步驟，但是寫入速度（帶寬和反應時間）不及RAM。随着PCM複用設備技術的不斷發展，存儲單元縮減，PCM複用設備将不斷被完善。
縮放比例
縮放比例是PCM複用設備的第五個不同點。NOR和NAND存儲器的結構導緻存儲器很難縮小體型。這是因為門電路的厚度是一定的，它需要多于10V的供電，CMOS邏輯門需要1V或更少。這種縮小通常被成為摩爾定律，存儲器每縮小一代其密集程度提高一倍。随着存儲單元的縮小，GST材料的體積也在縮小，這使得PCM複用設備具有縮放性。
結論
相變存儲器是一種很有發展前景的存儲技術，當前再次引起了研究人員的注意。相變存儲器利用可逆的相變現象，通過兩相間的阻抗差異來存儲信息。Numonyx的早期工作和取得的進展，将該技術推向了可讀寫存儲領域的前沿。相變存儲器集成了NOR閃存、NAND閃存、EEPROM和RAM的特性于一體，這些功能連同存儲系統低耗用的潛能，将能夠在廣泛地創造出新的應用和存儲架構。
