通信原理-第6章-模拟信号数字化与PC.pptx

2025/5/61/86通信原理第6章模拟信号数字化与PCM

模拟信号的数字化是通信与信息处理的基础技术。电话通信系统主要采用PCM（脉冲编码调制）技术实施语音信号的数字化。数字化过程由抽样、量化与编码三个基本环节组成：A/D变换

数字通信系统模型3/862025/5/6信道噪声信源信宿抽样量化编码脉冲基带调制发送设备信源编码加密信道编码频带调制发射机译码低通重建脉冲基带检测频带解调接收机格式化信源译码解密信道译码格式化接收设备A/D变换D/A变换

4/862025/5/6本章目录：6.1模拟信号的抽样6.2均匀量化与最佳量化6.3量化信噪比与对数量化6.4脉冲编码调制6.5*差分脉冲编码调制与增量调制6.6时分复用

5/862025/5/66.1模拟信号的抽样

本节包括：6/862025/5/6把时间连续信号转换为时间离散序列通过抽样来完成。抽样或采样（Sampling）就是在某些时刻上抽取信号值，形成反映原信号的样值序列。带限信号的抽样定理实际抽样中的自然与平顶抽样模拟信号的脉冲调制带通信号的抽样定理

6.1.1带限信号的抽样定理7/862025/5/6logo通常称为奈奎斯特频率（Nyquistfrequency）。给定最高非零频率为的带限信号，如果取抽样间隔（或抽样率），则唯一地由其样值序列决定。即，

理想采样8/862025/5/6

Ms(f)的谱块呈周期性结构，每个谱块的形状都与原始信号的谱块形状相同。因此从任何谱块都可以恢复原始信号。

LPFh(t)重建

从时域上看，就是用在样值点间进行内插。

频谱混叠若(欠采样),的频谱将混叠

6.1.2实际抽样13/862025/5/6实际抽样中采用某种物理可实现的窄脉冲，常用的为矩形脉冲。(a)模拟信号(b)矩形脉冲串(c)自然抽样(d)平顶抽样图6.1.3自然抽样与平顶抽样占空比：脉冲幅度调制PAM信号6.1.3PDM，PPM

1243自然抽样——脉冲顶部随的值“自然波动”。时钟模拟双向开关抽样函数为矩形脉冲串，抽样为乘法过程，可以通过门控电路实现1234

占空比可以证明：自然抽样信号的频谱为：其中：-3fs-fHf|M(f)|-fHffH1-2fs-fsfHfs2fs3fsτ/2τ/2图：抽样保持数学模型平顶抽样——脉冲的顶部是平坦的，高度是脉冲前沿处m(t)的值。

17/862025/5/6平顶抽样信号的谱为:其中-fH1fHfs2fs-fs-2fs平顶抽样的频谱具有孔径失真，脉冲宽度越小，则失真也越小。零点

1/H(f)LPF均衡滤波器由平顶抽样信号重建原始模拟信号

19/862025/5/6带通信号只在频率间隔内有非零频谱，且，则，若采样频率为时，该带通波形可由采样值复制。6.1.4*带通信号的抽样（自学）带通抽样定理:其中：抽样过程使原始信号谱块周期性重复，而无失真抽样的条件是重复过程中谱块不能相互重叠。：低通信号：带通信号：窄带信号

窄带带通信号

抽样过程使原始信号谱块周期性重复，而无失真抽样的条件是重复过程中谱块不能相互重叠。…1302112031…

2.不是的整数倍：抽样频率：作业：126

23/862025/5/6例6.1假定带通信号的中心频率为4MHz、带宽为2MHz。（1）试求带通抽样的频率并绘出抽样信号的频谱示意图；（2）将采样率提高0.5MHz是否还能够正确抽样，绘出新的抽样信号的频谱示意图。00-1-2+1+2解：易见（MHz），MHz。（Hz）(1),+2+1-1-2

24/862025/5/66.2均匀量化与最佳量化

6.2.1量化原理25/862025/5/6量化（Quantization）是一个近似过程，以适度的误差为代价，使无限精度（或较高精度）的数值