第9章模拟信号的数字传输.ppt

王 玉 青Email：wangyq123@163.com 【例题】已知 fL =100.5 MHz , fH =100.9 MHz , 求fS 的值。 解: B = fH － fL =0.4MHz fH = nB + kB =252B +0.25B fS = 2B (1+k/n) = 2×0.4(1+0.25/252) ≈ 800.8kHz ? 模拟脉冲调制的种类： ? 周期性脉冲序列有4个参量：脉冲重复周期、脉冲振幅、脉冲宽度和脉冲相位（位置）。 ? 其中脉冲重复周期（抽样周期）一般由抽样定理决定，故只有其他3个参量可以受调制。 ? 3种脉冲调制：脉冲振幅调制(PAM)；脉冲宽度调制(PDM)；脉冲位置调制(PPM) ? 仍然是模拟调制，因为其代表信息的参量仍然是可以连续变化的。 9.4 抽样信号的量化 ? 设模拟信号的抽样值为m(kT)，其中T是抽样周期，k是整数。此抽样值仍然是一个取值连续的变量。 ? 若用N位二进制码元来代表此抽样值的大小，则此N位二进制码元只能代表 M = 2N 个不同的抽样值。 ? 必须将抽样值的范围划分成M个区间，每个区间用一个电平表示。这样，共有M个离散电平，它们称为量化电平。 用 M 个量化电平表示连续抽样值的方法称为量化。 非均匀量化原理： ? 在非均匀量化时，量化间隔随信号抽样值的不同而变化。抽样值小，量化间隔 ?v 也小；抽样值大，量化间隔 ?v 也变大。 ? 实际中，先将信号抽样值压缩，再进行均匀量化。压缩是用一个非线性电路将输入电压x变换成输出电压y：y = f(x) 压缩器: 压大补小，提高信号的S/Nq。 特性: 非均匀量化与均匀量化相比，有两个突出的优点： 当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比 ; 非均匀量化时, 量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成正比。因此，量化噪声过大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪比。 非均匀量化的实现方法是将抽样值通过压缩器压缩后再进行均匀量化。 广泛采用的两种对数压扩特性是μ律压扩和A律压扩。美国采用μ律压扩,我国和欧洲各国均采用A律压扩,下面分别讨论这两种压扩的原理。 μ律压扩特性: x为归一化输入，y 为归一化输出，归一化是指信号电压与信号最大电压之比，所以归一化的最大值为1。μ为压扩参数，表示压扩程度。 μ =0 , 无压缩 ; μ 100 , 典型μ=255。 A律压扩特性: A—压扩参数，A=1时无压缩，A值越大压缩效果越明显 典型值 数字压扩是利用数字电路形成许多折线来逼近对数压扩特性。在实际中常采用的有两种：一种是采用13折线近似A律压缩特性，另一种是采用15折线近似 μ 律压缩特性。 具体方法 x轴：不均匀分成8段，分段的方法是每次以二分之一对分； y轴：在0～1范围内均匀分成8段，每段间隔均为1/8。 把x，y各对应段的交点连接起来构成8段直线，第三象限也有对称的一组折线。 其中第1，2段斜率相同(均为16)，因此可视为一条直线段，故实际上只有7根斜率不同的折线。 对于双极性语音信号，在第三象限也有对称的一组折线，也是7根，但其中靠近零点的1、2段斜率也都等于16，与正方向的第1、2段斜率相同，又可以合并为一根， 因此，正、负双向共有2×(8-1)-1=13 折，故称其为13折线 ? A律13折线 A律13折线 斜率: k1=16 k2=16 k3= 8 k4= 4 k5= 2 k6= 1 k7=1/2 k8=1/4 k1,k2段合为一段 ( 7折 ) 7(正) + 7(负) – 1(正负第一折合为一折) = 13(折) A律13折线的产生是从不均匀量化的基点出发，设法用13段折线逼近A=87.6的A律压缩特性 这样处理的结果，8个段落被划分成128个量化级。该编码方法是把压缩、量化和编码合为一体的方法。 A=87.6与 13 折线压缩特性的比较 8 7 1 6 2 5 4 4 8 3 16 2 16 斜率 1 段落 1 0 按折线分段时的x 1 0 x 1 0 y 由表可见，13折线各段落的分界点与A=87.6曲线十分逼近，而且两特性起始段的斜率均为16