第6章模拟信号的数字传输祥解.ppt

* 在PCM中，每个波形样值都独立编码，与其他样值无关，这样，样值的整个幅值编码需要较多位数，比特率较高，造成数字化的信号带宽大大增加。 6.4差分脉冲编码调制（DPCM） 然而，大多数以奈奎斯特或更高速率抽样的信源信号在相邻抽样间表现出很强的相关性，有很大的冗余度(Redundancy)。 * 利用信源的这种相关性，可以对相邻样值的差值而不是样值本身进行编码。 由于相邻样值的差值比样值本身小，可以用较少的比特数表示差值。这样，用差值编码可以在量化台阶不变的情况下(即量化噪声不变)，使编码位数显著减少，信号带宽大大压缩。差值的PCM编码称为差分PCM(DPCM)。 6.4差分脉冲编码调制（DPCM） * 6.4.1 预测编码简介 6.4 差分脉冲编码调制（DPCM） 所谓预测编码，就是根据过去的信号样值预测下一个样值，并仅把预测值与现实的样值之差(预测误差)加以量化、编码以后进行传输的方式。 图6-17预测编码系统框图 * 6.4.2差分脉冲编码调制原理及性能 6.4 差分脉冲编码调制（DPCM） 图6-18 DPCM原理框图 * （1）DPCM量化误差 根据DPCM原理图，则量化误差为： 6.4差分脉冲编码调制（DPCM） （2）DPCM信号量化噪声功率比 * 6.4差分脉冲编码调制（DPCM） （2）DPCM信号量化噪声功率比 * 6.5 增 量 调 制（DM、ΔM） 增量调制简称ΔM或DM (Delta Modulation)，它可以看成是PCM的一个重要特例。其目的在于简化语音编码方法。（不再用一组包含L个二进制码元的代码来表示抽样值，而用一个二进制码来传输抽样点的信息） *  ΔM与PCM都是用二进制代码去表示模拟信号的编码方式。 区别： 在PCM中，代码表示样值本身的大小，所需码位数较多，从而导致编译码设备复杂； 在ΔM中，它只用一位编码表示相邻样值的相对大小，从而反映出抽样时刻波形的变化趋势，与样值本身的大小无关。 6.5 增 量 调 制（DM、ΔM） * 6.5.1 增量调制原理 6.5 增量调制（DM、ΔM） 一个语音信号，如果抽样速率很高（远大于奈奎斯特速率），抽样间隔很小，那么相邻样点之间的幅度变化不会很大，相邻抽样值的相对大小（差值）同样能反映模拟信号的变化规律。若将这些差值编码传输，同样可传输模拟信号所含的信息。此差值又称“增量”，其值可正可负。这种用差值编码进行通信的方式，就称为“增量调制” ，缩写为DM或ΔM。 图6-19增量调制原理图 图6-20增量调制过程图 * 将t分为许多相等的时间段△t； 将代表m(t)幅度的纵轴分为许多相等的小区间σ； 模拟信号m(t)可以用阶梯波m’(t)来逼近。 （1）用阶梯波来逼近曲线 6.5 增量调制（DM、ΔM） * 在T0时刻，抽样信号m(T0)经过量化成为量化信号 m’(T0) 若抽样信号m(T0)=量化信号 m’(T0-T) 则 m’(T0) =m’(T0-T)+σ 输出“1” 若抽样信号m(T0)量化信号 m’(T0-T) 则 m’(T0) =m’(T0-T)-σ 输出“0” 6.5 增量调制（DM、ΔM） * 斜变波m1(t)也只有两种变化： 按斜率σ/Δt上升一个量阶 按斜率-σ/Δt下降一个量阶 用“1”码表示正斜率，用“0”码表示负斜率，同样可以获得二进制序列。 （2）用斜变波来逼近曲线 6.5 增量调制（DM、ΔM） * 与PCM系统一样，增量调制系统的抗噪声性能也是用输出信噪比来表征的。 在ΔM系统中同样存在两类噪声，即量化噪声和信道加性噪声。由于这两类噪声是互不相关的，可以分别讨论。  6.5 增量调制（DM、ΔM） 6.5.2 增量调制系统中的量化噪声 * 量化噪声有两种，即过载噪声和一般量化噪声。 由于在实际应用中都是防止工作到过载区域，因此这里仅考虑一般量化噪声。  不过载情况: 6.5 增量调制（DM、ΔM） * 若接收端低通滤波器的截止频率为fm，则经低通滤波器后输出的量化噪声功率Nq为 6.5 增量调制（DM、ΔM） * 在临界振幅条件下，系统最大的量化信噪比为 简单ΔM的信噪比与抽样速率fs成立方关系，即fs提高，量化信噪比提高 。 量化信噪比与信号频率fk的平方成反比，即fk提高，量化信噪比下降 。 6.5 增量调制（DM、ΔM） * 什么是低通型信号的抽样定理？ 均匀量化中，当量化级数提高时，量化误差怎样变化？ 在非均匀量化时，为什么要进行压缩和扩张？ 什么脉冲编码调制？举例说明脉冲编码调制的原理 什么是过载量化噪声？ DPCM调制和△M调制的区别。 * 模拟信号转化