《通信原理》——数字信号.pdf

第6章 数字信号 6.1 模拟信号的数字化 6.1.1 A/D变换（模拟/数字变换） A/D变换的步骤： 模拟信号通过: 采样（时间上离散）； 量化（幅度上量化）； 转为数字信号； 数字信号通过: 编码； 转换为数据信息。 6.1.2 模拟脉冲调制（PAM）  时间离散信号  模拟脉冲  单位冲激函数串 （单位冲激函数序列）  方波脉冲串  脉冲取样  脉冲幅度调制  脉冲宽度调制(PWM)和脉冲位置调制(PPM) 6.2 采样 6.2.1 低通采样定律  以大于基带信号带宽2倍的频率采样，则可以恢复原信 号。因此，2B的频率又被称为奈奎斯特率。  采样频率不够，则发生频谱混叠，无法恢复原信号。  由采样信号恢复模拟信号：应使用低通滤波器，进行内 插。 6.2.2 带通采样定律  低通采样定律要求采样率大于信号最高频率分量的2倍。  对带通信号而言，这样的采样率要求太高且无必要。  带通采样定律 6.2.3 自然采样  自然采样又称门控采样， 自然采样的时域图如右图所示。  t nT f t f t s T ( ) ( ) ( )  n   门控电路如下图所示。 方波序列的频谱和自然采样频谱  方波序列的频谱如图所示。 自然采样的频谱如下图所示。 6.2.4 平顶采样（瞬时采样）  概述：自然平顶采样所得的每个脉冲顶部是平行的。瞬时采样的图形 如下图所示。  可以理解为冲激采样后再与方波信号卷积，以 保持电路表达式。 对PAM频谱的影响。瞬时采样频谱示意图如下图所 示。 6.3 脉冲编码调制（PCM） 6.3.1 PCM的概念  对脉冲调制信号PAM进行量化  编码和解码的概念 下图为PCM传输系统模型。 6.3.2 量化 本节应掌握的内容：  量化的概念  量化电平和分层电平的概念  量化台阶和量化间隔  量化范围和过载  均匀量化和非均匀量化  中平型和中升型量化 6.3.3 量化误差和量化噪声  量化误差和量化噪声概念 量化误差为q=x-y=x-Q(x) 量化噪声功率为 2 2  E {[x Q(x)] } 信号和误差函数 6.3.4 均匀量化的量化噪声功率和信噪比  均匀量化的概念  量化间隔，量化层次和量化范围的关系  均匀量化PAM信号，即线性PCM编码 6.3.5 非均匀量化  解决动态范围和信噪比之间的矛盾  μ律15折线和A律13折线 非均匀量化示意图 A律和μ律的对数压缩 6.3.6 线性编码  自然码（NBC），折叠码（FBC），格雷码（RBC）。 6.3.7 A律PCM编码规则  步骤1，根据正负选择b1 2，根据幅度确认段落b2b3b4 3，确认落 入该段内哪一个量化台阶选择b5b6b7b8。方法：从高到低，逐个比 较。  解码时，需加上b8对应电平的一半。 6.3.8 PCM的性能简介  PCM优点：数字电路成本低廉，实用性广。容易与电脑、网络等兼容。有更 强的抗噪声性能。  主要噪声为量化噪声。  缺点：传递同样多信息，要比模拟通信占用更多带宽。