人力资源2009年全国高考安徽文科综合试题谜底.ppt

2010年 第五章 脉冲编码调制 现代通信原理——第五章 脉冲编码调制（1） 现代通信原理 第五章 脉冲编码调制(1) 单 元 概 述 为了用数字通信系统传递模拟信号，首先要将模拟信号数字化，即A/D变换。 用波形编码的方式将模拟信号数字化，要经过下述三个过程： 抽样 量化 编码 单元学习提纲 低通抽样定理及其时域、频域表示； 带通抽样定理及其定性解释； 理想抽样、自然抽样和平顶抽样在时域和频域上的区别； 孔径失真及其解决办法； 标量量化基本概念：量化电平、分层电平、量化间隔、量化特性、量化误差； 均匀量化时量化信噪比的推导和计算公式，量化信噪比与编码位数的关系； 最佳量化、非均匀量化、对数量化； A律对数压缩特性及其13折线近似； 折叠二进制编码原理及其抗误码能力； A律13折线脉冲编码调制的编码规律，要求在已知输入电平时，计算出码组。 本讲主要内容——抽样 模拟信号数字化过程 抽样定律 低通抽样定律 带通抽样定律 抽样频率计算 抽样方式 理想抽样 自然抽样 平顶抽样 §5.1 脉冲编码调制的基本原理 脉码调制（PCM） 将模拟调制信号的采样值变换为脉冲码组。 PCM编码包括如下三个过程。 抽样：将模拟信号转换为时间离散的样本脉冲序列。 量化：将离散时间连续幅度的抽样信号转换成为离散时间离散幅度的数字信号。 编码：用一定位数的脉冲码组表示量化采样值。 §5.2 低通与带通抽样定理 抽样信号是否代表原始信号？ 抽样频率应该如何选择？ 各种抽样方法 抽样定义： 将时间上连续的模拟信号转换为时间上离散的样值的过程。 低通抽样定理 一个频带限制在（0，fH）内的连续信号x(t)，若抽样频率fS ≥2fH，则可用抽样序列{x(nTS)}无失真地重建恢复原始信号x(t)。 抽样频率fS≥ 2fH，无失真地重建恢复原始信号; 抽样频率fS＜2fH，则会产生失真，称为混叠失真。 fS＝2fH,称为奈奎斯特频率; 抽样的物理过程 时域特性 x(t)为低通信号，抽样脉冲序列是一个周期性冲激函数δT(t)，抽样过程是x(t)与δT(t)相乘的过程。 频域特性： 结 论 Xs(ω)具有无穷大的带宽，周期重复 抽样频率fS≥ 2fH时，用一个截止频率为fH的低通滤波器，即可无失真地重建原始信号x (t); 抽样频率fS＜2fH，则会产生失真，称为混叠失真。 fS＝2fH，称为奈奎斯特频率; 例1： 语音信号的频率范围是300Hz-3400Hz，采用低通抽样，抽样频率是多少？ 例2：P137 习题5.2 已知：信号x(t)=10cos(20πt )cos(200πt )， 抽样频率fs＝250Hz 求：（1）求抽样信号xs(t)的频谱； （2）要求无失真恢复x(t)，求出对xs(t)采用的低通滤波器截止频率； （3）无失真恢复x(t)情况下的最低抽样频率fs 内插公式 接收机将采样信号恢复成模拟信号的过程，是通过截止频率为fs的理想低通滤波来实现： 物理意义： 每个抽样值和一个抽样函数相乘后得到的所有波形相加，即可恢复原始信号。 带通抽样定理 带通信号： Bfo 带宽远远小于信号中心频率的信号 实际信号的处理原则： FLB 低通信号 FLB 带通信号 带通抽样定理： 设带通信号的上截止频率为fH，下截止频率为fL，则带宽B=fH-fL，此时fs应满足： 带通抽样定理是否正确？ 1）当fH=NB (其中N为正整数，B为f(t)的带宽） 根据低通抽样定理，必须用2NB来抽样； 根据带通抽样定理，用2B抽样也能保证抽样不混叠。 例：当N=3时，用2B抽样，抽样过程如下图 计算带通抽样频率: 1.计算信号带宽B； 2.计算fH/B，求出小于它的最大整数N。 3.计算M= fH/B-N. 4.计算fS=2B(1+M/N). 例2：P137页5.3 题 §5.3 实际抽样 理想抽样： xs(t)=x(t)δT(t) 抽样定理中要求抽样脉冲序列是理想冲激序列δT(t)，称为理想抽样。 理想抽样具有无限频宽，无法传送。 抽样脉冲不可能无限窄。 实际抽样： 用有限持续时间的脉冲（脉宽为τ）进行抽样 平顶抽样：τ时间内脉冲幅度不变。 自然抽样：τ内脉冲幅度随信号幅度而变化。 一．自然抽样 用周期为Ts，脉宽为τ的周期性脉冲p(t)代替δT(t)，抽样过程是一个相乘过程。 自然抽样特点 Xs(ω)分别在±kωs 处有分布，幅度按规律变化，随k增大而衰减。 xs(t)的频谱包含有x(t)的全部信息。 若满足ωs≥2ωH，同样可用LPF 不失真地从Xs(ω)恢复出X