通信原理课件9模拟信号的数字传输.pptVIP

第5章 数字基带传输系统 在c2 c3＝11的条件下，将抽样值+1270和1024比较，得到c4＝1。因此c2 c3 c4＝111，并且得知抽样值位于第8段落内(段落序号为8的范围内)。 3)确定段内码c5 c6 c7 c8：段内码是按量化间隔均匀编码的，每一段落均被均匀地划分为16个量化间隔。因为各个段落的斜率和长度不等，故不同段落的量化间隔是不同的。 　对于第8段落，决定c5等于“1”还是等于“0”的权值电流值在量化间隔7和8之间(段内码表)，即有Iw = 1024+(2048-1024)*8/16=1536。现抽样值Is = 1270，所以c5=0。 决定c6值的权值电流值在量化间隔3和4之间，故Iw = 1024+(2048-1024)*4/16=1280 ，因仍有Is Iw，所以c6＝0。类此c7=1，c8=1。 第8段的量化间隔图： 最后得8位码组为：c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 它表示的量化值应该在第8段落的第3间隔中间，即等于(1280-1216)/2 = 1248(量化单位)。 1048为抽样信号1270经量化后的值，因此量化误差等于1270 – 1248 = 22(量化单位)。 不包含极性的7位码是1110011，相应于均匀量化的11位码是10011100000，即十进制的1248。 9-9 采用13折线A律编码，设最小量化间隔为1个单位，已知抽样脉冲值为+635单位： (1)试求此时编码器输出码组，并计算量化误差； (2)写出对应于7位码(不包括极性码的均匀量化11位码(采用自然二进制码) 逐次比较法译码原理： 译码的作用是把收到的PCM信号还原成相应的PAM样值信号，即进行D/A变换。 接收端译码器的基本原理方框图 4. PCM系统中噪声的影响 PCM系统中的噪声有两种：加性噪声和量化噪声。 (1)加性噪声的影响 错码分析：一般只需考虑在码组中有一位错码的情况，这因在同一码组中出现两个以上错码的概率非常小，可以忽略。 例如，当误码率为Pe = 10-4时(每个码元的平均误码)，在一个8位码组中出现一位错码的概率为P1 = 8Pe ＝8 ? 10-4，而出现2位错码的概率为 仅讨论高斯加性白噪声对均匀量化的自然码的影响。可认为码组中出现的错码是彼此独立的和均匀分布的。 设码组长度为N 位，误码率为Pe，可证信噪比为： 在大信噪比条件下，即当22(N+1)Pe 1时，上式变成 　S / N =22N。 在小信噪比条件下，即当22(N+1)Pe 1时，上式变成 S / N =1/(4Pe) 还可求出输出信号量噪比等于 ： Nq为经过低通滤波器后，输出的量化噪声功率。 上式表明：PCM系统的输出信号量噪比仅和编码位数N有关，且随N按指数规律增大。 另一方面，对于一个频带限制在fH的低通信号，按照抽样定理，要求抽样速率不低于每秒2fH次(码元速率)。对于PCM系统，这相当于要求传输速率至少为2NfH(信息速率) (b/s)。故要求系统带宽B至少等于NfH (Hz)。 因此 表明：当低通信号最高频率fH给定时，PCM系统的输出信号量噪比随系统的带宽B按指数规律增长。 信号功率等于： 平均信号量噪比： 结论：量化器的平均输出信号量噪比随量化电平数M的增大而提高。 3 非均匀量化 非均匀量化的目的：对给定的量化器，量化电平数M和量化间隔Δv都是确定的，量化噪声Nq也是确定的。 由于信号的强度可能随时间变化。当信号小时，信号的平均功率S0小，量化噪声大，信号量噪比也小。所以，均匀量化器对于小输入信号很不利。为了改善小信号时的信号量噪比，常采用非均匀量化。 对于语音信号来说，小信号的出现概率大于大信号的出现概率，这就使平均信噪比下降。 非均匀量化思路：量化间隔随信号抽样值的不同而变化。信号抽样值小时，量化间隔?v也小；信号抽样值大时，量化间隔?v也变大。 非均匀量化的实现：通常是在量化之前，将信号抽样值压缩，再进行均匀量化。 压缩是用一个非线性电路将输入电压x变换成输出电压y，y = f(x)。 下图中纵坐标y 是均匀刻度的，横坐标x 是非均匀刻度的。所以输入电压x越小，量化间隔Δx也就越小，即小信号的量化误差也小。 Δx随x增加而线性增加。 (*) 非均匀量化的数学分析： 当量化区间划分很多时，在每一量化区间内压缩特性曲线可以近似看作为一段直线。因此，这段直线的斜率可以写为： 纵坐标y 在0和1之间均匀划分成N个量化区间，每个量化区间的间隔为 因此 因此 对不同的信号强度，要求保持信号量噪比恒定，则当输入电压x减小时，应当使量化间隔x 按比例地减小，即有 上式解为 边界条件：当x = 1时，y = 1，求得c = -k k 为比例常数。dy不变时，dx与x