通信原理复习PPT课件.pptx

第9章 模拟信号的数字传输 l 主要内容 低通信号抽样定律；理想抽样、自然抽样和平顶抽样；均匀量化和非均匀量化的特点；PCM 原理、A 律13 折线编/译码。增量调制基本概念；时分复用基本概念原理；1l 9.1 引言n 模拟信号数字化（A/D转换）三步骤：抽样、量化和编码2抽样信号抽样信号量化信号t011 011 011 100 100 100 100编码信号9.1 引言l 9.2 模拟信号的抽样n 9.2.1 低通模拟信号的抽样定理 m(t)ms(t)T(t)0-3 T-2 T-T T 2T 3T39.2.1 低通模拟信号的抽样定理p 如果抽样频率 fs 2fH，则可由抽样信号ms(t)完整恢复模拟信号m(t)。三种抽样方式对比可用低通滤波器恢复原模拟信号。可用低通滤波器恢复原模拟信号。低通滤波器之前，加一个1/H(f)修正滤波器。习题9-2l 已知一基带信号m(t)=cos2 t+2cos4t，对其进行理想抽样：（1）为了在接收端能不失真地从已抽样信号ms(t)中恢复m(t)，试问抽样间隔应如何选择？解：（1）m(t)的最高频率 fH=2Hz，由抽样定理可知 fs 2fH=4Hz 得，抽样间隔l 9.3 模拟脉冲调制n 模拟脉冲调制的种类u 3种脉冲调制：p 脉冲振幅调制(PAM)p 脉冲宽度调制(PDM)p 脉冲位置调制(PPM)69.3 模拟脉冲调制 这些信号是模拟信号，还是数字信号？答：都是模拟信号。这些信号是带通信号还是基带信号？答：都是基带信号。l 9.4 抽样信号的量化n 9.4.1 量化原理u 概念：利用预先规定的有限个电平来表示模拟信号抽样值的过程称为量化。u 设抽样值为m(kT)。若用N位二进制数字码元来代表此抽样值的大小，则只能代表M=2N个不同的抽样值。u 因此，需将抽样值的范围划分成M个区间，每个区间用一个电平表示。这样，共有M个离散电平，它们称为量化电平。用这M个量化电平表示连续抽样值的方法称为量化。79.4 抽样信号的量化9.4.1 量化原理M个抽样值区间是等间隔划分的，称为均匀量化。M个抽样值区间也可以不均匀划分，称为非均匀量化。量化会产生误差，常称为量化噪声。9.4.2 均匀量化l 均匀量化器的应用 均匀量化器广泛应用于线性A/D转换接口，常用的有8位、12位、16位等不同精度。在遥测遥控系统、仪表、图像信号的数字化接口等中，也都使用均匀量化器。l 均匀量化器的不足 对于语音信号，其电平分布不是均匀的，小电平的概率偏大。而均匀量化的量化间隔是固定值，无论信号大小如何，量化噪声功率固定不变，这样，小信号时的量化信噪比就较小，难以达到给定的要求。n 9.4.3 非均匀量化u 目的：不论信号电平大小，都有几乎相同的信号量化噪比，以改善小信号的量化性能。u 量化间隔：在整个信号动态范围内量化间隔不相等。信号电平小，量化间隔小；信号电平大，量化间隔大。u 量化方法：将输入量化器的信号 x 先进行压缩处理，再把压缩后的信号 y 进行均匀量化。109.4.3 非均匀量化u A压缩律p A压缩律是指符合下式的对数压缩规律：A 通常取87.6。119.4.3 非均匀量化u 13折线压缩特性 A律的近似 p A律表示式是一条平滑曲线，用电子线路很难准确地实现。而13折线特性近似于A律的特性。这种特性很容易用数字电路来实现。129.4.3 非均匀量化第9章思考题l 9-10对于电话信号进行非均匀量化有什么优点？答：由于电话信号小信号的概率大，因此采用非均匀量化可以提高小信号的量化信噪比。l 9.5脉冲编码调制n 9.5.1脉冲编码调制（PCM）的基本原理u 将模拟信号的抽样、量化，编码的全部过程，称为脉冲编码调制，简称脉码调制。u 实际上，PCM就是针对语音信号的A/D转换。u PCM输出信号是基带信号还是带通信号？答：是基带信号。149.5.1 PCM的基本原理9.5.2 自然二进制码和折叠二进制码u 8位PCM编码：基于13折线法（非均匀量化），采用8位折叠码进行编码。极性码 段落码 段内码 C1 C2C3C4 C5C6C7C8 极性码1位表示信号的极性，“1”为正；“0”为负段落码3位将信号分成8个段落。段内码4位将每一段落分成16个量化电平码位划分后，对应于A律13折线，将正负方向分成两部分，每部分分成8个段落，每个段落划分成16个量化电平。8位码对应M=28=256个量化电平p 段落码编码规则16段落序号 段落码c2 c3 c4段落范围（量化单位）8 1 1 1 102420487 1 1 0 51210246 1 0 1 2565125 1 0 0 1282564 0 1 1 641283 0 1 0 32642 0 0 1 16321 0 0 0 0169.5.2 自然二进制码和折叠二进制码量化间隔64/204832/204816/20488/20484/20482/20481/20481/2048p 段内码编码规则：段内量化间隔均匀分布。17量化间隔段内码c5 c6 c7 c815 1 1 1 114 1 1 1 014 1 1 0 112 1 1 0 011 1 0 1 110 1 0 1 09 1 0 0 18 1 0 0 07 0 1 1 16 0 1 1 05 0 1 0 14 0 1 0 03 0 0 1 12 0 0 1 01 0 0 0 10 0 0 0 09.5.2 自然二进制码和折叠二进制码9.5.3 电话信号的编译码器l【例】采用13折线A律编码，设最小量化间隔为1个量化单位，已知抽样值为-329量化单位，试求编码器输出码组，并计算量化误差。解：（1）确定正负极性码c1：由于量化电平为负值，所以 c1=0；（2）确定段落码c2 c3 c4：由段落码表可确定329 位于第6段256512。因此，c2 c3 c4 为101。（3）确定段内码c5 c6 c7 c8：由第6段电平范围 256512。得段内量化间 隔为：（512-256）/16=16由 得，c5 c6 c7 c8为0100因此，编码器输出码组为：0101 0100（4）量化误差计算译码器输出电平：量化误差：THANK YOUSUCCESS2023/6/619 可编辑