第二章信源编码-Read.ppt

第七章 模拟信号的数字传输 7.1 引言 7.2 抽样定理 7.3 脉冲振幅调制PAM 7.4 模拟信号的量化 7.5 脉冲编码调制PCM 7.6 差分量化编码DPCM 7.7 增量调制（DM、△M） 7.8 时分多路复用 7.1 引言 7.1.1 信源编码 7.1.2 模拟信号数字化的方法 图7.2 – 1 模拟信号的数字传输原理图 7.2 抽样定理 7.2 抽样定理 7.2 抽样定理 7.2 抽样定理 7.2 抽样定理 7.2 抽样定理 7.2 抽样定理 7.2 抽样定理 7.2 抽样定理 7.2 抽样定理 脉冲振幅调制PAM:Pulse Amplitude Modulation 7.3 脉冲振幅调制 7.4 模拟信号的量化 7.5 脉冲编码调制（PCM) 7.5 脉冲编码调制（PCM) A律正输入值编码表（以Δ=1/2048为量化单位） A律正输入值编码表（以Δ=1/2048为量化单位） 7.6 差分脉冲编码调制(DPCM) 7.6 差分脉冲编码调制(DPCM) 7.6 差分脉冲编码调制(DPCM) DPCM与PCM的相同点和不同点： 7.7 增 量 调 制（DM、ΔM） ΔM与PCM的异同： 阶梯波m’(t)有两个特点： 在每个Δt (T) 间隔内， m’(t)的幅值不变; 相邻间隔的幅值差不是+σ（上升一个量化阶），就是-σ（下降一个量化阶）。 利用这两个特点， 用“1”码和“0”码分别代表m’(t)上升或下降一个量化阶σ，则m’(t)就被一个二进制序列表征。于是，该序列也相当表征了模拟信号m(t)，实现了模/数转换。 7.7.1 简单增量调制 仿真演示 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 7.7.1 简单增量调制 积分器收到“1”码，上升一个△E（ △E=σ） 2、译码的基本思想 积分器收到“0”码，下降一个△E（ △E=σ） 积分器 7.7.1 简单增量调制 图 7.5-2 积分器译码原理 1 0 1 1 1 0 0 1 积分器 低通滤波 3、简单ΔM系统方框图 图 7.5-3 简单ΔM系统框图 本地译码器 在简单ΔM系统方框图中，发送端编码器是相减器、判决器、积分器及脉冲发生器（极性变换电路）组成的一个闭环反馈电路。 积分器和脉冲产生器组成本地译码器，它的作用是根据p0(t)，形成预测信号m ‘(t) 。 7.7.1 简单增量调制 在ti时刻，抽样判决器对输入信号的变化做出判决，输出脉冲。 7.7.1 简单增量调制 接收端解码电路由译码器和低通滤波器组成。 译码器的电路结构和作用与发送端的本地译码器相同，用来由p0’(t)恢复m0(t)，为了区别收、发两端完成同样作用的部件，我们称发端的译码器为本地译码器。 低通滤波器的作用是滤除m1(t)中的高次谐波，使输出波形平滑，更加逼近原来的模拟信号m(t)。 7.7.1 简单增量调制 由于ΔM是前后两个样值的差值的量化编码, 所以ΔM实际上是最简单的一种DPCM方案，预测值仅用前一个样值来代替， 即当DPCM系统的预测器是一个延迟单元，量化电平取为2时，该DPCM系统就是一个简单ΔM系统。见p218-图7-28 7.7.1 简单增量调制 7.7.2 △M的过载特性 1、量化噪声 DM系统存在两种噪声 过载量化噪声（斜率过载失真） 一般量化噪声 如图7.5-4所示。 图 7.5-4 量化噪声 (a) 一般量化误差； (b) 过载量化误差 7.7.2 △M的过载特性 过载噪声产生的原因是： 当m(t)的变化非常快时，波形出现最陡的片断，这时如果σ过小（相对于陡峭的程度而言），阶梯波m ‘(t)就跟不上m(t)的变化，不能保持在±σ之内，造成失真。 一般量化噪声产生的原因是： 模拟信号m(t)与 阶梯波m’(t)之间的误差。 7.7.2 △M的过载特性 2、最大跟踪斜率 7.7.2 △M的过载特性 为了不发生过载，必须增大σ和fs。 σ↑，一般量化误差也大，由于简单增量调制的量阶σ是固定的。 fs ↑，一般量化误差和过载噪声都减小。 因此，ΔM系统中的抽样速率要比PCM系统中的抽样速率高的多（通常两倍）。 3、无过载条件 7.7.2 △M的过载特性 4、起始编码电平 在正常通信中，若信号振幅太小，小于量阶σ/2，则ΔM 无法识别信