09模拟信号的数字传输探析.ppt

9.1 引言 9.2 模拟信号的抽样 9.3 模拟脉冲调制 9.4 抽样信号的量化 9.5 脉冲编码调制 9.6 差分脉冲编码调制 9.7 增量调制 9.8 时分复用和复接 9.9 小结;一、模－数变换： 为了在数字信道上传输模拟信号，必须在发送端增加一个A－D变换装置，在接收端相应加D－A变换装置;9.1 引 言 ;抽样信号;9.2.1 低通模拟信号的抽样定理;那么，;图解法如下;9.2 模拟信号的抽样 ;;恢复：;9.2 模拟信号的抽样 ;9.2 模拟信号的抽样 ;9.2.2 带通信号的抽样定理： 由于实际中信号的频带限制在fL和fH之间。;2、一般情况;所以当0 ? fL B时，有B ? fH 2B。这时n = 1，而上式变成了fs= 2B(1 + k)。依此类推。;一、分类;（a）模拟基带信号 (b) PAM信号 (c) PDM信号 (d) PPM信号;二、脉幅调制（PAM）;9.3 模拟脉冲调制;结论：由框图可以看出，矩形窄脉冲抽样的频谱与采用冲激脉冲抽样的频谱很类似，能用低通滤波器恢复出原信号。;（1）曲顶抽样：就是上面描述的，抽样脉冲的顶部幅度随 变化，又称自然抽样。;9.3 模拟脉冲调制;4、解调原理（平顶抽样） ;在低通恢复之前先经过一个修正电路，其修正函数为 。 ;9.4.1 量化原理 利用预先定义的有限个电平来表示模拟抽样值的过程称为量化。 若只有N位二进制代码表示抽样值，则只有M=2N个量化电平。;设模拟信号的抽样值为m(kT)，其中T是抽样周期，k是整数。此抽样值仍然是一个取值连续的变量。因此，必须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。如下图所示;;量化一般公式 设：m(kT)表示模拟信号抽样值，mq(kT)表示量化后的量化信号值，q1, q2,…,qi, …, q6是量化后信号的6个可能输出电平，m1, m2, …,mi, …, m5为量化区间的端点。 则可以写出一般公式： ;9.4.2 均匀量化;把输入信号的取值域按等距离分割的量化为均匀量化,每个量化电平取在各区间的中点,量化间隔(量化台阶) 取决于输入信号的变化范围和量化电平数。;9.4 抽样信号的量化;3、均匀量化噪声;9.4 抽样信号的量化;6、缺点;9.4.3 非均匀量化;9.4 抽样信号的量化;3、非均匀量化的数学分析;为了对不同的信号强度保持信号量噪比恒定，当输入电压x减小时，应当使量化间隔?x 按比例地减小，即要求 ?x ? x 因此上式可以写成;9.4 抽样信号的量化;关于电话信号的压缩特性，国际电信联盟(ITU)制定了两种建议，即A压缩律和?压缩律。我国大陆、欧洲各国以及国际间互连时采用A律及相应的13折线法，北美、日本和韩国等少数国家和地区采用?律及15折线法。;1 、A压缩律;y1;9.4 抽样信号的量化;图中横坐标x在0至1区间中分为不均匀的8段。图中纵坐标y 均匀地划分作8段。将与这8段相应的座标点(x, y)相连，就得到了一条折线。;在第3象限还有对原点奇对称的另一半曲线。共有13段折线，故称13折线压缩特性。;9.4 抽样信号的量化;9.4 抽样信号的量化;当y 0.183时，应按A律对数曲线段的公式计算x值。此时，由下式可以推出x的表示式;I ;(2)?压缩律和15折线压缩特性;i ;9.4 抽样信号的量化;9.4 抽样信号的量化;9.5.1 脉冲编码调制的基本原理;9.5 脉冲编码调制;1、PCM系统框图;比较器;量化值;9.5.2 自然二进码和折叠二进码;?折叠码优点： （1）因为电话信号是交流信号，故在此表中将16个双极性量化值分成两部分。对于自然二进制码，这两部???之间没有什么对应联系。对于折叠二进制码，双极性电压可以采用单极性编码方法处理，从而使编码电路和编码过程大为简化。;（2）如果出现误码，对小信号影响较小。由于语音信号小电压出现的概率较大，所以折叠码有利于减小语音信号的平均量化噪声;码位安排：;量化间隔;9.5.3电话信号的编译码器;2、实例;抽样值 1270;3、逐次比较法译码原理：;9.5.4 PCM系统中噪声的影响;1、量化噪声：;9.5 脉冲编码调制;9.5 脉冲编码调制;2、加性噪声：;9.5 脉冲编码调制;9.5 脉冲编码调制;（a） 编码器