通信原理-第5章-模拟信号的数字传输.pdf

第5章模拟信号的数字传输 5.1 脉冲模拟调制 5.2 抽样定律 5.3 脉冲编码调制（PCM ） 5.4 增量调制（ΔM ） 5.1 脉冲模拟调制 脉冲调制就是以时间上离散的脉冲序列作为载波，用模拟基 带信号x (t)去控制脉冲序列的某参数，使其按x (t)的规律变 化的调制方式。 通常，按基带信号改变脉冲参量(幅度、宽度和位置)的不 同，把脉冲调制又分为脉冲振幅调制　(PAM)、脉冲宽度调制 (PDM)和脉冲位置调制(PPM)。 虽然这三种信号在时间上都是离散的，但受调参量变化是连 续的，因此也都属于模拟信号。 　PAM、PDM、PPM信号的波形 5.2 抽样定律 抽样的概念 抽样是把时间上连续的模拟信号变成一系列时间上离散的 抽样值的过程。　 抽样定理是模拟信号数字化的理论依据。 根据信号是低通还是带通，抽样定理分低通抽样定理和带 通抽样定理； 根据抽样脉冲序列是等间隔还是非等间隔，分均匀抽样和 非均匀抽样； 根据抽样脉冲序列是冲击序列还是非冲击序列，分理想抽 样和实际抽样。 语音信号在幅度取值与时间上都是连续的。 设模拟信号的频率范围为f 0～f m ，带宽B=f m – f 0 。 如果f 0 B ，称之为低通型信号； 若f 0 ≥B ，则称之为带通型信号。 抽样就是每隔一定时间间隔T，抽取模拟信号的一个瞬间幅度值。 抽样的物理过程　(a)抽样结构模型；(b)波形 图中输入的低通信号用x(t)表示，一般是连续信号；输出 信号用x (t)表示，是一个在时间上离散了的已抽样信号信号。 s 设在抽样周期T 时间内，抽样门开关闭合时间为 τ，断开时间 S 为（T - τ）。可见，x (t)是一个周期为T 宽度为 τ的脉冲序 S s S 列，脉冲的幅度在开关接通的时间内正好与x(t) 的幅度相同。 x (t)与x(t) 的波形关系可以用如下数学式子表示 s x (t)= x(t)s(t) s 式中s(t)是一个周期性开关函数，称为抽样函数。 乘法器实现抽样过程　 (a)抽样器可以看做乘法器；(b)开关函数s(t) 的波形 按照抽样波形的特征，可以把抽样分为三种： (1)理想抽样。抽样函数s(t)用一个周期冲击函数代替，即  输出x (t)可用x (t)表示， s (t) s (t) (t kT ), s δ  s k  是一个间隔为T 的冲击脉冲系列。理想抽样是纯理论的，实 s 际上是不能实现的。引入理想抽样后对分析问题带来很大的 方便。 (2) 自然抽样 像上面用开关抽样器那种抽样，x (t)在抽样时间以内的波 s 形与x(t) 的波形完全一样，因此称为自然抽样。同一个取样间 隔内幅度不是平直的，而是变化的，因此自然抽样也称为曲顶 抽样。画出了自然抽样得到的波形。 (3) 平顶抽样 平顶抽样的抽样脉冲在抽样时间 τ内幅度保持不变，在 同一个抽样间隔内的幅度不变，是平直的，因此称为平顶抽 样。平顶抽样也有称它为瞬时抽样的。 抽样信号的波形　 (a)未抽样；(b) 自然抽样；(c)平顶抽样；(d)　理想抽样 低通信号的抽样定律 低通抽样定理：