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第六章(模拟信号的数字传输)习题及其答案
【题6-1】已知信号的最高频率为,由矩形脉冲进行瞬时抽样,矩形脉冲的宽度为,幅度为1,试确定已抽样信号及其频谱表示式。
【答案6-1】
矩形脉冲形成网络的传输函数
理想冲激抽样后的信号频谱为
瞬时抽样信号频谱为
中包括调制信号频谱与原始信号频谱不同,这是因为的加权。
瞬时抽样信号时域表达式为
【题6-2】设输入抽样器的信号为门函数,宽度,若忽略其频谱的第10个零点以外的频率分量,试求最小抽样速率。
【答案62】
门函数的宽度,其第一个零点频率,其余零点之间间隔都是,所以第10个零点频率为。忽略第10个零点以外的频率分量,门函数的最高频率是。由抽样定理,可知最小抽样速率。
【题63】设信号,其中。若被均匀量化为40个电平,试确定所需的二进制码组的位数和量化间隔。
【答案63】
需要被量化为40个电平,即,表示40个电平需要的二进制码组位数
量化间隔
【题64】已知模拟信号抽样的概率密度如图所示。若按四电平进行均匀量化,试计算信号量化噪声功率比。
【答案64】
根据图形可知
动态范围为:
量化级间隔为:
量化区间端点和量化输出为:,,,,;,,,。
量化信号功率为:
量化噪声功率为
信号量化噪声功率比为:
【题65】采用13折线A律编码,设最小量化间隔为1个单位,已知抽样脉冲值为+635单位:
试求此时编码器输出码组,并计算量化误差;
写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。(采用自然二进制码。)
【答案65】
1)极性码: +635〉0 c1=1
段落码:
c2=1
c3=1
6351024 c4=0
由这三次比较,可知+635处于第七段。
段内码:第7段其实电平为512,均匀量化间隔为512/16=32个单位。
635512+32X8=768 c5=0
635512+32x4=640 c6=0
635512+32x2=576 c7=1
635512+32x3=608 c8=1
编码器输出码组量化输出为+608个量化单位;量化误差为635-608=27个量化单位。
2)除极性码外的7为非线性码组为1100011,相对应的11为均匀码为0100110000。
【题66】采用13折线A律编码电路,设接受端收到的码组位、最小量化界各为1个量化单位,并已知段内码改用折叠二进制码:
1)试问译码器输出为多少量化单位;
2)写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。
【答案66】
1)因为C 1=0,所以抽样值为负。
C2 C 3 C 4=101,可知抽样值位于第6段,该段的起始电平为256,量化间隔为16个量化单位。
因为C5 C6C 7C8=0010,表示抽样值在第6段中的第4小段,其量化值为256+16x4=320个量化单位。
所以,译码器输出为-320个量化单位。
对应的均匀量化11位码位0010100000。
【题67】采用13折线A律编码,设最小的量化间隔为1个量化单位,已知抽样脉冲值为-95量化单位;
1)试求出此时编码器输出码组,并计算量化误差;
2)写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。
【答案67】
极性码: -950 c1=0
段落码:
95128 c2=0
c3=1
9564 c4=1
由此可知抽样值位于第4段,第4段的起始电平位64,量化间隔位4个量化单位。
段内码:
9564+4*8=96 c5=0
9564+4*4=80 c6=1
9564+4*6=88 c7=1
9564+4*7=92 c8=1
编码器输出码组量化输出为-92个量化单位,量化误差为95-92=3个量化单位。
2对应均匀量化11位码:00001011100。
【题68】信号进行简单增量调制,若台阶和抽样频率选择得既保证不过载,又保证不致因信号振幅太小而使增量调制器不能正常编码,试证明此时要求。
【答案68】
要保证增量调制不过载,则要求
因为
所以
同时系统要求保证正常编码,要求
即
从而可得
所以
【题69】对10路带宽君为300-3400Hz的模拟信号进行PCM时分复用传输。抽样速率为8000Hz,抽样后进行8级量化,并编为自然二进制码,码元波形是宽度为的矩形脉冲,且占空比为1。试求传输此时分复用
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