通信原理-05模拟信号的数字传输.pptx

5.0引言5.1脉冲编码调制（PCM）5.2增量调制（）5.3时分复用（TDM）第5章模拟信号的数字传输

5.0引言模拟信号的数字传输系统模拟信源模/数转换器数字通信系统数/模转换器模拟信宿A/D转换器D/A转换器

语音信号的数字化叫做语音编码图像信号的数字化叫做图像编码语音编码的分类波形编码是直接把时域波形变换为数字代码序列，比特率通常在16kb/s～64kb/s范围内，接收端重建信号的质量好。（PCM、ADPCM、DM）参量编码是利用信号处理技术，提取语音信号的特征参量，再变换成数字代码，其比特率在4.8kb/s以下，但接收端重建(恢复)信号的质量不够好。（LPC）混合编码是介于波形编码和参量编码之间的一种编码，即在参量编码的基础上,引入了一定的波形编码的特征,来达到改善自然度的目的,其比特率在4.8kb/s～16kb/s。（RPE－LPC）

量化和编码三个步骤。PCM是模拟信号数字化的一种具体方法，它包括取样、5.1脉冲编码调制（PCM）

012345678设置的量化电平0.63.62.80.61.74.67.50.51.52.53.54.55.56.57.5量化值二进制代码PCM码元波形0.53.52.50.51.54.57.5000011010000010100111图5.2取样、量化、编码过程示意图

5.1.1取样取样:将时间上连续的模拟信号转化为时间离散而幅度上连续的样值序列（PAM）。1．低通信号的取样定理一个频带限制在内的连续信号m(t)，如果取样速率大于或等于，则可以由样值序列无失真地重建原始信号m(t)。

m(t)是低通信号，最高频率为；取样速率，的单位为次/秒，有时也被称为取样频率，其单位为Hz；本书讨论的是等间隔取样，也称为均匀取样。注意

01奈奎斯特取样间隔02奈奎斯特取样速率

2．实际应用时应注意的问题(1)是理想周期性冲激脉冲序列，实际不可能实现，一般用幅度有限、宽带很窄的脉冲代替(2)实际中重建滤波器非理想LPF，应有，一般取(3)实际信号波形时间受限而不是频带受限，应对预滤波，滤除以上的少量频率成份，称为抗混叠滤波器。一般语音信号的频率在300－3400Hz的范围，实际中，一般取抽样频率8000Hz。

5.1.2量化1．量化及量化噪声量化：用预先规定的有限个电平来表示取样值量化电平：预先规定的电平量化台阶：相邻两个量化电平之间的间隔（1）量化将模拟信号变成数字信号。（2）量化电平与取样值之间的差称为量化误差，称为量化噪声

均匀量化信噪比随信号电平的减小而下降。小功率信号的信噪比非常小，达不到要求。而且小功率信号的出现的概率大，应照顾小信号。

非均匀量化的实现方法：（1）压缩+均匀量化（压扩特性）（2）直接进行非均匀量化（A律13折线）为了提高小信号的量化信噪比，必须减小小功率信号的量化间隔。而要保证编码位数不变，又必须增大大信号的量化间隔，减小大信号的量化信噪比（但仍满足要求）。这就是非均匀量化的基本思想。

压缩与扩张的示意图

（1）压缩+均匀量化

logoμ律(北美、日本）A律（中国、欧洲）

（2）直接进行非均匀量化A律13折线

输入x输出y11/82/83/84/85/86/87/81

5.1.3编码量化电平编号自然二进制码折叠二进制码格雷码000000111000010001011000012001001010011300110100001040100001101105010100100111601100001010170111000001008100010001100910011001110110101010101111111011101111101211001100101013110111011011141110111010011511111111