3-通信概论-脉冲编码调制与增量调制.pdf

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1、通信概论第3章脉冲编码调制与增量调制本章内容简介3.1引言3.2模拟信号的抽样（抽样定理）3.3脉冲振幅调制（PAM）3.4模拟抽样信号的量化3.5脉冲编码调制（PCM）3.6增量调制系统3.7增量总和调制3.8PCM时分复用和多路数字电话通信概论第3章脉冲编码调制与增量调制3.1引言一.模拟信号与数字信号■模拟信号声强炭精送话器电压VR炭精tRVtRE(a)声信号(b)声电转换电路(c)电信号图3-1声波通过炭精送话器产生模拟话音信号通信概论第3章脉冲编码调制与增量调制3.1引言一.模拟信号与数字信号■

2、模拟信号模拟话音信号的特点：●时间取值连续性时间取值连续性表明在任意小的时间段（⊿t≠0）内的这种信号必须用无数点的瞬时值来表达。●幅度取值连续性幅度取值连续性表明在任意小的限定幅度（最大V，最小maxV，且V-V≠0）范围内，任一时刻的信号幅度有无限minmaxmin多的取值可能。我们通常把时间段（⊿t≠0）内的这种必须用无数点的瞬时值来表达，其幅度有无限多种取值可能（尽管有最大，最小值限制）的这种模拟信号称作连续时间模拟信号，而把时间上不连续的模拟信号为离散时间模拟信号。通信概论第3章脉冲编码调制与增

3、量调制3.1引言一.模拟信号与数字信号■数字信号数字信号是时间和幅度取值都不连续的(称为离散的)信号。TTs10101101ttttttttt12345678（a）二进制数字信号Ts10213221ttttttttt12345678（b）四进制数字信号图3-2典型的两种数字信号上图示出的两种数字信号都是单极性（只有正电平和零电平，没有负电平）的不归零（代表“1”或“2”和“3”的正脉冲电平维持整个码元宽度T）矩形码。实际中可能采用双极性（不s仅有正电平和零电平，还有负电平）的，或者是归零码（代表“1”或“

4、2”和“3”的正脉冲电平维持一定宽度τ，τ≤T），码的形状也不一定是矩形。s通信概论第3章脉冲编码调制与增量调制3.1引言一.模拟信号与数字信号■数字通信的优越性①强的抗干扰能力数字信号只要畸变的程度被控制在不超过某一限度，接收端可以无失真地恢复原信号。（a）发送数字信号（b）受干扰畸变的信号（c）再生判决时钟（d）恢复的数字信号图3-3从受干扰畸变的信号中正确再生原始数字信号通信概论第3章脉冲编码调制与增量调制3.1引言一.模拟信号与数字信号■数字通信的优越性一.强的抗干扰能力二.传输距离远，信号质量好

5、三.便于加密，保密性强四.能够进行时分多路复用五.便于与各种非话数据业务综合六.便于处理设备的大规模集成电路化■数字通信的缺点●占用频带较宽（一路模拟话音占用频带约4kHz，而一路PCM数字话音信号要占用频带60kHz以上）。●数字信号传输处理设备较复杂，技术要求较高。通信概论第3章脉冲编码调制与增量调制3.1引言二.模拟信号的数字化过程抽样量化编码连续模拟信号离散模拟信号多进制数字信号二进制数字信号e(t)e(t)e(t)c(t)sq抽样量化编码器器器抽样脉冲序列s(t)图3-4从模拟信号到数字信号的三

6、个阶段通信概论第3章脉冲编码调制与增量调制3.1引言二.模拟信号的数字化过程e（t）Vmax（a）连续模拟信号v7v6v5v4v3v2v100T2T3T4Ttsssss（t）（b）抽样脉冲序列0T2T3T4Ttssss图3-5抽样器输入的典型连续模拟信号与抽样脉冲序列通信概论第3章脉冲编码调制与增量调制3.1引言二.模拟信号的数字化过程e（t）Vmax（a）抽样器输出的离散模拟信号v7v6v⊿v（b）量化器输出的多进制（M=8）数字信号5v4量化误差v3v2v100T2T3T4Ttssssc（t）（c）编

7、码器输出的二进制数字信号1001111000010T2T3T4Ttssss图3-6典型模拟信号到数字信号的转换波形示意图通信概论第3章脉冲编码调制与增量调制3.1引言三.模拟信号的数字传输抽样、量化、编码噪声译码、低通滤波模拟模拟信号数字信号模拟数字传输系统信源数字化模拟化信宿图3-7模拟信号的数字传输模拟用户终端模拟市话交换机数字汇接交换机模拟市话交换机模拟用户终端用户线中继线中继线用户线图3-8汇接交换和中继传输的数字化举例通信概论第3章脉冲编码调制与增量调制3.2模拟信号的抽样(抽样定理)一．抽样定

8、理抽样定理表明：一个频带限制在0～f赫兹内的连续时H间信号m(t)，如果以不大于1/2f秒的时间间隔对它进行等间H隔抽样，则m(t)将被得到的抽样值信号m(t)完全确定。这一s准则称为奈奎斯特准则。我们通常把1/2f秒的时间间隔称作H奈奎斯特抽样间隔，把它的倒数2f（单位“赫兹”）称作H奈奎斯特抽样频率，这是保证从抽样值恢复原始模拟信号所要求的最低抽样速率。实际在对模拟信号进行抽样时所使用的抽样频率f应满s足：f≥2fsH通信