模拟信号的数字化传输讲义.ppt

第3章 模拟信号的数字化传输;目标要求;主要内容;3.1 脉冲编码调制;3.1 脉冲编码调制;3.1 脉冲编码调制;二、方框图;3.1 脉冲编码调制;主要内容;;3.2 抽样定理;问题： 1.抽样之后形成的新的信号是数字信号吗？ 2.如何保证抽样后形成的信号保留原模拟信号的所有信息？即在什么条件下，可以从抽样信号还原成原始信号？ ;3.2 抽样定理;3.2 抽样定理;3. 由抽样信号恢复原信号的方法： 从频域看：当fs ? 2fH时，用一个截止频率为fH的理想低通滤波器就能够从抽样信号中分离出原信号。 理想滤波器是不能实现的。实用滤波器的截止边缘不可能做到如此陡峭。所以，实用的抽样频率fs 必须比 2fH 大较多。 例如，典型电话信号的最高频率限制在3400Hz，而抽样频率采用8000 Hz。;3.2 抽样定理;主要内容;3.3 抽样信号的量化;3.3 抽样信号的量化; ; 二、均匀量化 1. 设：量化器的取值范围：a～b，量化电平数为M，则均匀量化时的量化间隔为： 量化区间的端点为： 若量化输出电平qi 取为量化间隔的中点，则有 2. 量化噪声＝量化输出电平-量化前信号的抽样值;3.3 抽样信号的量化;3.3 抽样信号的量化;3.3 抽样信号的量化;;3.3 抽样信号的量化;4.A律压缩扩张法 式中，x 为压缩器归一化输入电压； y 为压缩器归一化输出电压； A 为常数，决定压缩程度。;;3.3 抽样信号的量化;3.3 抽样信号的量化;3.3 抽样信号的量化;3.3 抽样信号的量化;3.3 抽样信号的量化;3.3 抽样信号的量化;A律和13折线法比较 y 0 1/8 2/8 3/8 4/8 5/8 6/8 7/8 1 A律x值 0 1/128 1/60.6 1/30.6 1/15.4 1/7.79 1/3.93 1/1.98 1 13折线法 0 1/128 1/64 1/32 1/16 1/8 1/4 1/2 1 x 段号 1 2 3 4 5 6 7 8 斜率 16 16 8 4 2 1 ? ? 从表中看出：13折线法和A = 87.6时的A律压缩法十分接近。; 对于电话信号的非均匀量化，ITU制定了两种建议，即A律压缩扩张法和?律压缩扩张法，以及相应的近似算法 － 13折线法和15折线法。 我国大陆、欧洲各国??以及国际间互联时采用A律压缩扩张法及相应的13折线法，北美、日本和韩国等少数国家和地区采用?压缩律及15折线法。;主要内容;一. 自然二进制编码;二. 折叠二进制编码 有映像关系，最高位表示极性； 双极性电压采用单极性编码的方法处理。;3.4 编码和译码;三. A律13折线量化编码方案 普遍采用8位二进制码，对应有M=28=256个量化级 将13折线中的每个折线段再均匀划分16个量化级 8位码的安排如下：x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x1：极性码 x2 x3 x4：段落码 － 8个段落 x5 x6 x7 x8：段内码 － 每段内16个量化电平;段落 序号;3.4 编码和译码;3.4 编码和译码;3.4 编码和译码;3.4 编码和译码; 四. 线性码与非线性码的转换 由编码器得到的8位二进制码，对应的是非均匀量化的方式,其幅度范围为0－2048△; 若以量化单位△为量化间隔进行均匀量化，且不考虑电平极性，则可以形成11位二进制码； 对码字电平直接进行线性二进制编码可以得到11位码； 由于解码电平比码字电平多半个量化级，因此在将解码电平直接转化为11位码之后，要在最后补上一位，形成12位码。;3.4 编码和译码;3.4 编码和译码;3.4 编码和译码;3.4 编码和译码;五. 非均匀量化和均匀量化的比较 现以13折线法为例作一比较。若用13折线法中的（第1和第2段）最小量化间隔作为均匀量化时的量化间隔，则13折线法中第1至第8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