第9章 模拟信号的数字传输.ppt

9.1 引言 9.2 抽样定理 9.3 脉冲调制 9.4 模拟信号的量化 9.5 脉冲编码调制（PCM） 9.6 差分脉冲编码调制（DPCM）系统 9.7 增量调制（DM） 9.8 时分复用和多路数字电话系统 三、信号数字化分类及方法 语音信号数字化——语音编码 图像信号数字化——图像编码 语音信号模拟信号数字化方法： 波形编码：波形编码是直接把时域波形变换为数字序列，比特率通常在16kbs—64kbps范围内，接收端重建信号质量好。 参量编码：是利用信号处理技术，提取语音信号的特征参数，再变为数字代码，其比特率在16kbs以下，但接收端重建信号质量不好 四、怎样进行数字化转换？ 一、低通型抽样定理 2)信号恢复 低通信号的均匀理想抽样定理 二、带通抽样定理 带通均匀抽样定理 连续波调制：AM、FM、PM 脉冲调制：用时间上离散的脉冲序列作为载波 以基带信号去改变脉冲序列的三个参数 幅度A 脉宽T 脉位P 分成：PAM PTM PPM 即： 脉幅调制 脉宽调制 脉位调制 一、自然抽样（曲顶抽样）的PAM 特点： 二、瞬时抽样（平顶抽样）PAM 一、均匀量化 1、步骤 2、量化误差 均匀量化的缺点 二、非均匀量化 1、引言 PCM系统原理框图 一、编码原理 1、码字位数的选择 2、码型的选择 二、均匀量化编码 三、非均匀量化编码 总结 均匀量化与非均匀量化的对比 【例】设信号动态范围±A=±2.048V，若给定某抽样值x=0.725V，求采用13折线A律编码方式的编码和误差。 四、 PCM信号的码元速率和带宽 【例】 单路话音信号的带宽为4kHz，对其进行PCM传输，求： (1)最低抽样频率； (2)抽样后按8级量化，求PCM系统的信息传输速率； (3)若抽样后按128级量化，PCM系统的信息传输速率又为多少？ (2) 对抽样值进行8级量化意味着要用3位二进制码组。因为是单路信号，每秒有8000个抽样值，一个抽样值用3个码元，所以码元传输速率（波特率）为 Rb=3×8000=24000（Baud） 因为是二进制码元，波特率与比特率相等，所以信息传输速率（比特率）为 Rb=24kb/s 。 (3)因为128级量化需用7位二进制码进行编码，所以，比特率为 Rb=7×8000=56kb/s。 逐次比较型编码器原理 译码器原理 设 想 ∵ ΔM以一位二元码表相邻样值的相对大小 ∴ 若以ms（tk）和ms（tk-Ts）表两相邻样值，则： Δms（tk）= ms（tk） - ms（tk-Ts）＞ 0 发“1” Δms（tk）= ms（tk） - ms（tk-Ts）＜ 0 发“0” ∴ 若以阶梯波m’（t）（预测信号）去近似m（t），并在抽样时刻比较两者，误差用eq（ti）表，则： eq（tk） = m（tk）- m’（tk）＞0 输出“1” eq（tk） = m（tk）- m’（tk ）＜0 输出“0” § 7.9　时分复用和多路数字电话系统 一、时分复用原理 可见，用这种分段方法就可对输入信号形成一种不均匀量化分级。 它对小信号分得细，最小量化级(第一、二段的量化级)为： (1/128)×(1/16) = 1/ 2048 对大信号的量化级分得粗，最大量化级为： ( 1/2) ×(1/16) = 1/ 32 一般设最小量化级为一个量化单位，用Δ表示， Δ = 1/ 2048 。 可以计算出输入信号的取值范围0至1总共被划分为 2048Δ。 2 x y 1 4 8 1 1 16 1 32 1 64 1 128 0 1 7 8 6 8 5 8 4 8 3 8 2 8 1 8 1 均匀分成16等份 1 均匀分成16等份 最小量化间隔为 Δ＝1/(128×16)=1/2048 1 0 13折线分段时的x 每段等分成16份，每份长度 64Δ 8 32 Δ 16 Δ 8 Δ Δ 2 4 Δ 2 Δ Δ 用Δ＝1/2048表示 7 6 5 4 3 1 段落 2048Δ=1 1024Δ 512Δ 256Δ 128Δ 64Δ 32Δ 16Δ 0 用量化间隔Δ＝1/2048表示 (每段起始电平) 按折叠二进码的码型，这8位码的安排如下： 极性码 段落码 段内码 C1 C2C3C4 C5C6C7C8