信号处理技术课件-模拟信号的数字化传输.pptVIP

第三章 数字基带与频带传输3.1 数字基带传输系统 3.1.1 数字基带传输概述 数字基带信号: 来自数据终端的原始数据信号，这些信号往往包 含丰富的低频分量，甚至直流分量。如计算机输出 的二进制序列，电传机输出的代码，或者是来自模 拟信号经数字化处理后的PCM码组，ΔM序列等等 都是数字信号 。 * 数字频带传输： 数字基带信号必须经过载波调制，把频谱搬移到高载处才能在信道中传输，我们把这种传输称为数字频带（调制或载波）传输。 数字基带传输系统的基本结构如图3-1所示 * 数字基带传输系统各部分的作用：  脉冲形成器：就是把原始基带信号变换成适合于信道 传输的基带信号，这种变换主要是通过码型变换和波 形变换来实现的。 信道：它是允许基带信号通过的媒质，通常为有线信 道，如市话电缆、架空明线等。 接收滤波器：是滤除带外噪声，对信道特性均衡，使 输出的基带波形有利于抽样判决。 * 3.1 数字基带传输系统 抽样判决器：它是在传输特性不理想及噪声背景下， 在规定时刻对接收滤波器的输出波形进行抽样判决， 以恢复或再生基带信号。 基带系统的各点波形示意图 ： * (a)输入的基带信号，这是最常见的单极性非归零信号； (b)进行码型变换后的波形； (c)对(a)而言进行了码型及波形的变换，是一种适合在信道中传输的波形； (d)信道输出信号，显然由于信道频率特性不理想，波形发生失真并叠加了噪声； (e)为接收滤波器输出波形, 与(d)相比，失真和噪声减弱； (f)位定时同步脉冲； (h)恢复的信息 * 3.1 数字基带传输系统 3.1.2数字基带信号码型 基带信号的要求主要有两点： （1）对各种代码的要求，期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型； （2）对所选的码型的电波形的要求，期望电波形适宜于在信道中传输。 * 设计数字基带信号码型应考虑以下原则： （1）码型中应不含直流或低频分量尽量少 ; （2）码型中高频分量尽量少 ; （3）码型中应包含定时信息 ; （4）码型具有一定检错能力 ; （5）低误码增殖; （6）高的编码效率； （7）编译码设备应尽量简单。 * 模拟信号的数字化传输 2.1 引言 2.2 脉冲编码调制 2.3 增量调制 2.4 时分复用和多路数字电话系统 * * 2.1 引言 通信系统可以分为模拟通信系统和数字通信系统两类，本章在介绍抽样定理和脉冲振幅调制的基础上，将着重讨论用来传输模拟语音信号常用的脉冲编码调制(PCM)和增量调制(ΔM)原理及性能，并简要介绍时分复用与多路数字电话系统原理的基本概念。 * 脉冲编码调制的概念是1937年，由法国工程师Alec Reeres 最早出来的。1946年美国Bell实验室实现了第一台PCM数字电话终端机。 1962年，晶体管PCM终端机大量应用于市话网中 局间 中继线，使市话电缆传输电话路数扩大24－30倍。 70年代后期，超大规模集成电路的PCM编、解码器的出现，使光纤通信、数字微波通信、卫星通信获得了更广泛的应用 * 2.2 脉冲编码调制 模数转换要经过抽样、量化和编码三个步骤。 抽样：时间离散化 量化：幅度离散化 编码：转换为二进制码 * PCM单路抽样、量化、编码波形图 * 一、抽样定理 抽样定理的具体内容如下： 一个频带限制在(0，fH)内的时间连续信号x(t)，如果以不大于（1/2fH)秒的间隔对它进行等间隔抽样(也就是fS≥2fH )，则x(t)将被所得到的抽样值完全确定。 信号：最高频率f H ，限带(0，f H)描述。 无失真恢复条件： * 抽样定理FLASH演示 * 关于抽样的结论： （1） XS (ω)具有无穷大的带宽； （2）只要抽样频率 fS≥2fH ， XS (ω) 中n值不同的频谱函数就不会出现重叠的现象； （3） XS (ω) 中n = 0时的成分是 X (ω)/T ，因此只要用一个带宽B 满足的理想低通滤器，就可以取出的成分，以 不失真地恢复x(t)的波形。 抽样定理仿真演示 * 二、脉冲振幅调制(PAM) * 脉幅调制的工作原理：就是脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种调制方式。 * 三、模拟信号的量化 量化：用有限个电平来表示模拟信号抽样值被