通信原理-第4章-模拟信号数字化-09-06-01.ppt

第五章  模拟信号的数字化;目标要求;目标要求;数字化三步骤：抽样、量化和编码;本章目录;5.1 脉冲编码调制（PCM）; 量化：抽样后得到的一组离散的样值序列，指定一组规定的电平，把每个离散的样值用最接近的电平表示。量化后的PAM信号是数字信号。; ; ;例：电话通信中话音的频带取0.3~3.4kHz，确定其抽样频率; ; ; ;t; ; ;3. 平顶抽样 自然抽样容易实现，但有时不能满足需要。 需要对抽样的样值进行编码时，要求在编码期间样值保持不变。 平顶抽样：在抽样脉冲期间，样值幅度保持不变。 理论分析 先进行理想抽样，在再用一个冲激响应为矩形函数的网络对样值进行保持。 实际实现 窄脉冲自然抽样 + 平顶保持电路;时域卷积 ; ;总结：抽 样;5.1.3 量化; ; ; ; ; ; ; ;量化器质量分析; ; ; ; ; ;均匀量化的讨论 ; ;非均匀量化的关键是非线性压缩 ; ;对数压缩特性  (a)A律 (b)μ律 ; ; ;A律13折线：16段线段----13折线;（2）A律13折线的规律 各线段斜率和信噪比改善值之间的关系： 斜率递减1/2，信噪比改善值下降6dB 原因：斜率递减1/2，对输入幅度的量化间隔增大1倍，量化电平层数L减少1/2，所需编码位数n减少1位，所以信噪比改善值下降6dB。 表5-1?折线线段斜率; ;5.1.7 A律PCM编码原理; ;2．A律PCM编码规则;(3) 编码方法; 比较、判断、确定：极性码----段落码-----段内码;5.1.8 PCM信号的码元速率和带宽;;例5-5 模拟信号的最高频率为4000Hz，以奈奎斯特频率抽样并进行PCM编码。编码信号的波形为矩形，占空比为1。 (1)按A律13折线编码，计算PCM信号的第一零点带宽； (2)设量化电平数L=128，计算PCM信号的第一零点带宽。 解 (1)因为以奈奎斯特频率抽样，所以抽样频率为 A律13折线编码的位数n=8 ，所以PCM信号的码元速率为 当矩形波的占空比为1时，脉冲宽度为 PCM信号的第一个零点带宽为;;1、增量调制的概念 在PCM系统中，编码针对每个瞬时采样值进行，用一个码字表示采样值。码位越多，码字的表征值越接近真实值，通信质量越高。但是编解码设备越复杂，信号占用频带越宽。;2、DM的原理; 简单DM原理与编码过程 ; f(n)可以通过对f(t)采样得到，下面的关键问题是怎么得到 ，它不是事先确定的，而是随着编码的过程动态产生的。当然，需要根据一定的原则规定一个初始值 以及量化阶距 ， 是二者累加的结果;从上图可以看出DM的过程就是用一个阶梯波(黑色)逼近一个连续波(黄色)的过程。;?;?;?;PCM方式的应用情况 ： 64kbit/s的A律或u律的对数压扩PCM编码已经在大容量的光纤通信系统和数字微波系统中得到了广泛的应用。 PCM信号占用频带要比模拟通信系统中的一个标准话路带宽(3.1 kHz)宽很多倍。 采用PCM方式的经济性能很难与模拟通信相比。 大容量的长途传输系统 带宽有限的移动通信网;;原理分析;DPCM原理框图;坤芦效倾墟衡罪蛀发驾檄躬幻桐住膝低态酚进喂磕焦瞒矫趟映炕下阉轿屉通信原理-第4章-模拟信号数字化-09-06-01通信原理-第4章-模拟信号数字化-09-06-01;总结：技术发展的脉络;5.4 时分复用（TDM）;值菩娥屋伺右悟微燥污豢而呈斤腆然咆垃塌拖千涡简坯庆畔酮能草铃镍侦通信原理-第4章-模拟信号数字化-09-06-01通信原理-第4章-模拟信号数字化-09-06-01;县庄凛晋澈钡戚却郧滚将剖酬播蘑综迭湾勇铭沦捞不橙倍歇耍逻闭尺羌力通信原理-第4章-模拟信号数字化-09-06-01通信???理-第4章-模拟信号数字化-09-06-01;复习;时分复用与频分复用的比较 (1) 原理 TDM： 时域分割；频域混叠 FDM： 频域分割；时域混叠 (2) 形成方法 TDM：数字电路 FDM：调制器和滤波器 时分复用的原则 对每一路信号的抽样频率必须满足抽样定理的要求 各路信号占用时隙不重叠 一帧内的路数越多,时隙越窄;作业 对10路最高频率为3400Hz的模拟信号进行时分复用传输。抽样频率fs=8000Hz，采用量化电平L=256的二进制编码，码元波形是宽度为τ的矩形脉冲，占空比为0.5。计算PCM编码信号的第一零点带宽。