《第9章 模拟信号的数字传输》-公开·课件设计.ppt

* 第9章模拟信号的数字传输 管理单元AU-n (n=3, 4)：也是一种信息结构。它为高阶路径层和复用段层之间提供适配。管理单元由一个信息有效负荷（高阶虚容器）和一个管理单元指针组成。此指针指明有效负荷帧的起点相对于复用段帧起点的偏移量。 管理单元有两种：AU-3和AU-4。AU-4由一个VC-4和一个管理单元指针组成，此指针指明VC-4相对于STM-N帧的相位定位调整量。AU-3由一个VC-3和一个管理单元指针组成，此指针指明VC-3相对于STM-N帧的相位定位调整量。在每种情况中，管理单元指针的位置相对于STM-N帧总是固定的。 管理单元群(AUG)：由一个或多个管理单元组成。它在一个STM有效负荷中占据固定的规定位置。一个AUG由几个相同的AU-3或一个AU-4组成。 * 第9章模拟信号的数字传输 9.9 小结 * * 第9章模拟信号的数字传输 实用方案：在实用中，为了简单起见，通常用一个积分器来代替上述“延迟相加电路”，并将抽样器放到相加器后面，与量化器合并为抽样判决器。 图中编码器输入信号为m(t)，它与预测信号m? (t)值相减，得到预测误差e(t)。预测误差e(t)被周期为Ts的抽样冲激序列?T(t)抽样。若抽样值为负值，则判决输出电压+?（用“1”代表）；若抽样值为正值，则判决输出电压-?（用“0”代表）。 ?T(t) (a) 编码器 (b)译码器 积分器 抽样 判决 ＋ － m(t) e(t) d(t) m?(t) 积 分 d(t) 低通 ＋ * 第9章模拟信号的数字传输 波形图 在解调器中，积分器只要每收到一个“1”码元就使其输出升高?，每收到一个“0”码元就使其输出降低?，这样就可以恢复出图中的阶梯形电压。这个阶梯电压通过低通滤波器平滑后，就得到十分接近编码器原输入的模拟信号。 输出二进制波形 Ts 若m(t)k?,则输出比特＝0； 若m(t)k?,则输出比特＝1。 这里，k=1,2…... * 第9章模拟信号的数字传输 9.7.2 增量调制系统中的量化噪声 量化噪声产生的原因 由于编译码时用阶梯波形去近似表示模拟信号波形，由阶梯本身的电压突跳产生失真。这是增量调制的基本量化噪声，又称一般量化噪声。它伴随着信号永远存在，即只要有信号，就有这种噪声。 信号变化过快引起失真；这种失真称为过载量化噪声。它发生在输入信号斜率的绝对值过大时。 (a) 基本量化噪声 e(t) (b) 过载量化噪声 e(t) * 第9章模拟信号的数字传输 最大跟踪斜率 设抽样周期为Ts，抽样频率为fs = 1 / Ts，量化台阶为?，则一个阶梯台阶的斜率k 为： 它是译码器的最大跟踪斜率。当输入信号斜率超过这个最大值时，将发生过载量化噪声。为了避免发生过载量化噪声，必须使?和fs的乘积足够大，使信号的斜率不超过这个值。另一方面，?值直接和基本量化噪声的大小有关，若取?值太大，势必增大基本量化噪声。所以，用增大fs的办法增大乘积?fs，才能保证基本量化噪声和过载量化噪声两者都不超过要求。 实际中增量调制采用的抽样频率fs值比PCM和DPCM的抽样频率值都大很多；对于语音信号而言，增量调制采用的抽样频率在几十千赫到百余千赫。 * 第9章模拟信号的数字传输 起始编码电平 当增量调制编码器输入电压的峰-峰值为0或小于? 时，编码器的输出就成为“1”和“0”交替的二进制序列。因为译码器的输出端接有低通滤波器，故这时译码器的输出电压为0。只有当输入的峰值电压大于?/2时，输出序列才随信号的变化而变化。故称?/2为增量调制编码器的起始编码电平。 * 第9章模拟信号的数字传输 9.7.3增量调制系统中的量化噪声 基本量化噪声 假定系统不会产生过载量化噪声，只有基本量化噪声。这样，图中的阶梯波m? (t)就是译码积分器输出波形，而m? (t)和m(t)之差就是低通滤波前的量化噪声e(t)。由图可知，e(t)随时间在区间(-?, +?)内变化。假设它在此区间内均匀分布，则e(t)的概率分布密度f(e)可以表示为： 故e(t)的平均功率可以表示成： * 第9章模拟信号的数字传输 假设这个功率的频谱均匀分布在从0到抽样频率fs之间，即其功率谱密度P(f)可以近似地表示为： 因此，此量化噪声通过截止频率为fm的低通滤波器之后，其功率等于： 由上式可以看出，此基本量化噪声功率只和量化台阶?与(fL / fs)有关，和输入信号大小无关。 * 第9章模拟信号的数字传输 信号量噪比 信号功率：设输入信号为 式中，A － 振幅， ?k － 角频率， 则其斜率由下式决定： 此斜率的最大值等于A?k。 为了保证不发生过载，要求信号的最大斜率不超