通信原理第5章复习.ppt

5.2 抽样定理 一、定理内容 一个频带限制在 内的低通型模拟信号 ，它完全由以速率 对其等间隔抽样的抽样值所确定，抽样后信号为 。 当这个抽样后信号 ，通过截止频率为 的低通滤波器时，就可以无失真地恢复出原模拟信号 。 称之为低通信号抽样定理 (2012年2月14日讲到此。) 平顶信号产生和恢复原理框图 四、抽样信号的失真问题 低通抽样定理要求 1、对带限模拟信号抽样，不满足上式，就有混叠失真 2、对实际信号，一般在抽样前加一低通滤波，以确保是对带限信号抽样； 3、非理想低通滤波器的影响： a、抽样频率选大一些； b、选下降更陡一些的滤波器。 五、带通型信号的抽样定理 1、当 是信号带宽B的整数倍时： 2、当 不是信号带宽B的整数倍时： 3、实际中，若是窄带高频信号 带宽为B，B相对于 很小，可以近似用1中的方法处理。 七、自然抽样（曲顶抽样）的 信号与频谱 自然抽样和平顶抽样都称为 脉冲振幅调制（PAM） Pulse-Amplitude Modulation 5.3量化与信号量化噪声功率比 量化器及第i个量化间隔电平 一、均匀量化 把输入信号的取值域按等距离分割的量化称为均匀量化。 当信号是均匀分布（如图像信号）时，均匀量化器是最佳量化器。 设量化器输入信号的最大值为b，最小值为a， 量化电平数为 M, 均匀量化的量化间隔为 信号功率为 均匀量化器的信号量化噪声功率比为 用分贝表示 结论： 均匀量化器 的信号量化噪声功率比与量化级数的平方成正比。 均匀量化时的量化噪声功率与输入抽样信号的大小无关，仅与量化间隔有关。 在相同信号功率下，通过增加量化级数或减小量化间隔可以减小量化噪声，使信号量噪比得到提高。 量化电平数M的增加会使编解码设备复杂度增加 。 缺点： 只要量化间隔确定，则无论输入信号功率大还是小，最大量化误差都一样，因此当信号功率较小时，信号量噪比 就会很小。 输入信号动态范围小 。 均匀量化的动态范围： 二、非均匀量化 1． 压缩律 压缩特性具有如下的关系式 式中，x、y分别为归一化的压缩器输入、输出电压 信号量噪比的改善程度 用分贝表示的信号量噪比改善程度为 小信号（x→0）时，取信号量噪比的改善程度为 大信号（x→1）时，取 信号量噪比的改善程度为 X的动态范围比较： 2．A 压缩律 压缩特性具有如下的关系式 X、y分别为归一化的压缩器输入、输出电压 3．A 律13折线法(取A＝87.6) X轴：不均匀划分： 1/2,1/4,1/8,1/16,1/32,1/64,1/128 Y轴：均匀划分： 7/8,6/8,5/8,4/8,3/8,2/8,1/8 由八段直线，构成一条近似曲线 可以求出每一段直线的斜率 4． 律15折线法(取 ＝255) X轴：不均匀划分 1/256, 1/64, 1/32, 1/16, 1/8, 1/4, 1/2,1. Y轴：均匀划分 1/8, 2/8, 3/8, 4/8, 5/8, 6/8, 7/8,1. 由八段直线，构成一条直线 可以求出每一段直线的斜率。差异见P.120 注意： A律和 律的区别 在小信号端好，A在大信号端好。 扩张是压缩的相反过程 前面讨论的均匀量化和非均匀量化都属于无记忆标量量化 5.4脉冲编码调制（PCM） PCM通信系统组成 一、PCM编码原理 1．码型选择 常用二进码型 ：折叠二进码 自然二进码 折叠二进码的优点： 采用折叠二进码可以使编码过程大为简化； 信号在传输过程中如果出现误码，对小信号的影响较小 。 2．码长选择 3．码位安排（以A律13折线PCM编码来讲。） 共有量化级数 256级，间隔不等 最小间隔的长度在第一段： 段落码及其对应电平 (2009年12月23日讲到此。) 逐次比较型编码的原理 类似天平称重的方法 例1：设输入信号抽样值为+1270个量化单位，采用逐次比较型编码器将它按照13折线A律特性编成8位码，并求量化误差和对应于非线性7位码的线性11位码。 解： 1） 13折线A律8位编码（见光盘） ①确定极性码 C1 由于输入抽样值为正，故极性码C1=1 ②确定段落码 C2C3C4 C2是用来表示输入信号抽样值处于正半部分8个段 落的前四段还是后四段 ，所以