《数字通信原理》第九章 模拟信号的数字传输.ppt

理论证明y ＝f(x)具有对数特性形式 为了能物理实现，因为当输入x＝0时，输出y＝-∞，其曲线和上图中的曲线不同。所以，在实用中这个理想压缩特性的具体形式，按照不同情况，还要作适当修正，使当x＝0时，y＝0。 A压缩律(在实用中，选择A等于87.6,计算见附录) A律表示式是一条平滑曲线，用电子线路很难准确地实现。这种特性很容易用数字电路来近似实现。13折线特性就是近似于A律的特性(13折线法和A=87.6时的A律压缩法十分接近,见书上比较)。 μ压缩律(自学) * 第3象限中的第1和第2段折线斜率也相同，并且和第1象限中的斜率相同。这4段折线构成了一条直线。共有13段折线。 * 折线段号 1 （0~1/128） 2 3 4 5 6 7 8 斜 率 16 16 8 4 2 1 1/2 1/4 若用13折线法中的（第一和第二段）最小量化间隔作为均匀量化时的量化间隔（1/2048），则13折线法中第一至第八段包含的均匀量化间隔数分别为16、16、32、64、128、256、512、1024，共有2048个均匀量化间隔（量化间隔一样，信号量噪比不一样），而非均匀量化时只有128个量化间隔（只不过大信号量化间隔大于小信号，但信号量噪比与销信号相比差不多，）。因此，在均保证小信号的量化间隔相等的条件下，匀量化需要11比特编码，而非均匀量化只要7比特就够了。 * 相关思考题9-10，9-11，9-14，9-16 问题8：脉冲编码调制PCM 模拟信息源输出的模拟信号m(t)经抽样和量化后得到的输出脉冲序列是一个M进制的多电平数字信号，如果直接传输的话，抗噪声性能很差，因此还要经过编码器转换成抗噪声性能高的二进制数字信号(PCM信号)后，再经数字信道传输。在接收端，二进制码组经过译码器还原为M进制的量化信号，再经低通滤波器恢复原模拟基带信号。把量化后的信号电平值变换成二进制码组的过程称为编码，其逆过程称为解码或译码。 例如：若按照“四舍五入”的原则把抽样值量化为整数值，对这些整数按照二进制数编码后，量化值就变成二进制符号。 * * 问题9：实际的电路编码方法：逐次比较法 比较器 保持电路 恒流源 记忆电路 Is Iw , ci =1 Is Iw , ci = 0 c1, c2, c3 Is Iw 输入信号 抽样脉冲 3位编码器。其输入信号抽样值在-0.5和7.5之间。它将输入模拟抽样脉冲编成3位二进制编码c1 c2 c3。图中输入信号抽样脉冲电流Is由保持电路短时间保持，并和几个称为权值电流的标准电流Iw逐次比较。每比较一次，得出1位二进制码。权值电流Iw是在电路中预先产生的。Iw的个数决定于编码的位数，现在共有3个不同的Iw值。因为表示量化值的二进制码有3位，它们能够表示8个十进制数，从0至7，如下表所示。 * 南通大学电子信息学院 电子科技大学通信学院 * * 南通大学电子信息学院 通信原理 第9章 模拟信号的数字传输 模拟信号-数字信号 信源编码模块 模数转换 有效性 等间隔抽样 合适的间隔 信号恢复 低通采样定理 带通采样定理 实际抽样PAM 自然抽样 平顶抽样 * 抽样信号还是数字信号 量化 均匀量化 非均匀量化 A压缩率 13折线压缩率 μ压缩率 15折线压缩率 量化信号适应通信系统的进制 编码 逐次比较法编码原理（工程实现方法） 应用实际PCM码位排列 * PCM-DPCM-DM 进一步提高有效性-时分复用 数字复接-时分复用基础上进一步提高有效性 * 问题1：信号抽样的数学描述 由抽样信号的时频域图可知：抽样信号的频谱Ms(f)是无数间隔频率为fs的原信号频谱M(f)(幅度为原来的1/T)相叠加而成，或者说在时域对信号进行抽样，相当于在频域以采样频率为间隔对频谱进行周期性拓展。恢复源信号条件fs2fH 。由此得出低通均匀抽样定理。 时域 频域 证明 * (a) m(t) (e) ms(t) (c) ?T(t) 0 -3T -2T -T T 2T 3T fs 1/T 2/T 0 -1/T -2/T ?? (f) f -fH fH 0 fs |Ms(f)| -fH fH f |M(f)| 时域 频域 * 以每个样值为幅值画一个Sa函数的波形，他们的间隔为T，则合成的波形就是m(t)。 物理概念 从时域角度看信号恢复 问题2：如何从抽样信号中恢复出模拟信号 令 证明 给低通滤波器一个单位冲击响应，其输出sinc波形。无穷个幅值为m(nT) 、间隔为T的冲击响应通过低通滤波器，低通滤波器输出无穷个幅值为m(nT) 、间隔为T的sinc函数，之和即为m(t) * 相关思考题9-1，9-3，9-4，9-5，9-6， 相关习题9-1~9-3 问题3：实际抽样—自然抽样与平顶抽样 实际抽样序列是有一定宽度和高度