模拟信号的数字化.ppt

***********************信道中还应包括整个基带传输系统D/A变换：译码+低通滤波*****8段折线，压缩、量化、编码一体化***语音压缩编码：需要先将对数PCM变为线性PCM码，便于二进制运算*******************************解码器： 编码器中预测器和相加器的连接电路和解码器中的完全一样。故当无传输误码时，即当编码器的输出就是解码器的输入时，这两个相加器的输入信号相同，即rk=r?k。所以，此时解码器的输出信号sk*?和编码器中相加器输出信号sk*相同，即等于带有量化误差的信号抽样值sk。DPCM基本原理：当p=1，a1=1时，s?k=s*k-1，预测器简化成延迟电路，延迟时间为T。这时，线性预测就成为DPCM。rk＋s*kDPCM的原理第63页,共80页，星期六，2024年，5月 量化噪声：即量化误差qk，其定义为式中，sk－编码器输入模拟信号抽样值； sk*－量化后带有量化误差的抽样值。 设：(+?,-?)－预测误差ek的范围； M－量化器的量化电平数； ?v－量化间隔； 则有设：量化误差qk在(-?v,+?v)间均匀分布 则qk的概率分布密度f(qk)可以表示为：DPCM系统的量化噪声和信号量噪比第64页,共80页，星期六，2024年，5月*并且，qk的平均功率可以表示成：设：fs－抽样频率， N=log2M－每个抽样值编码的码元数， Nfs－DPCM编码器输出的码元速率， E(qk2)在(0,Nfs)间均匀分布，则E(qk2)的功率谱密度为： 此量化噪声通过截止频率为fL的低通滤波器之后，其功率等于： －DPCM系统输出的量化噪声DPCM系统的量化噪声和信号量噪比第65页,共80页，星期六，2024年，5月*信号功率：当预测误差ek的范围限制在(+?,-?)时，同时也限制了信号的变化速度。 这就是说，在相邻抽样点之间，信号抽样值的增减不能超过此范围。一旦超过此范围，编码器将发生过载。若抽样点间隔为T＝1/fs，则将限制信号的斜率不能超过?/T。设：输入信号是一个正弦波： 式中，A–振幅；?0–角频率 其斜率为 －最大斜率等于A?0 为了不发生过载，信号的最大斜率不应超过?/T，即要求 故最大允许信号振幅为： 最大允许信号功率为：DPCM系统的量化噪声和信号量噪比第66页,共80页，星期六，2024年，5月*将代入得到信号量噪比：上式表明，信号量噪比随编码位数N和抽样频率fs的增大而增加。DPCM系统的量化噪声和信号量噪比第67页,共80页，星期六，2024年，5月*增量调制增量调制原理增量调制系统中的量化噪声第68页,共80页，星期六，2024年，5月* 增量调制：当DPCM系统中量化器的量化电平数取为2，且预测器仍是一个延迟时间为T的延迟线时，此DPCM系统就称作增量调制系统。增量调制原理第69页,共80页，星期六，2024年，5月*原理方框图预测误差ek=sk–sk’被量化成两个电平+?和－?。?值称为量化台阶。rk只取两个值+?或－?。例如，可以用“1”表示“+?”，及用“0”表示“－?”。当无传输误码时，sk*’=sk*。sk*抽样二电平量化＋－s(t)skekrksk’延迟＋rksk* (a)编码器 (b)解码器延迟＋增量调制原理第70页,共80页，星期六，2024年，5月*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”，如下图所示。(a)编码器 (b)解码器积分器抽样判决＋－s(t)e(t)d(t)s’(t)积分d(t)低通?T(t)s(t)增量调制原理第71页,共80页，星期六，2024年，5月*解码原理： 在解码器中，积分器只要每收到一个“1”码元就使其输出升高?V，每收到一个“0”码元 就使其输出降低?V，这样就 可以恢复出图中的阶