模拟信号数字传输

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1、第七章模拟信号的数字传输7.1引言7.2抽样定理7.3脉冲振幅调制7.4模拟信号的量化7.5脉冲编码调制7.6增量调制17.1引言模拟信号的数字传输,从通信中的调制概念来看,可以认为是模拟信号调制脉冲序列,载波是脉冲序列PAMPulseAmplitudeModulationPDMPulseDurationModulationPPMPulsePositionModulationPCMPulseCodeModulation27.2抽样定理一个频带限制在（0，fH）内，时间连续信号m（t），如果以不大于1/2fH秒的间隔对它进行等间隔抽样，则m（t）将被所得到的

2、抽样值完全确定。带通抽样定理信号频谱范围fL~fH抽样频率fS应满足fS=2B（1+k/n）B=fH–fLn

3、混叠，则必须使6推广到一般情况于是得77.3脉冲振幅调制（PAM）PulseAmplitudeModulation脉冲振幅调制，即脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种调制方式。已抽样信号的脉冲顶部随m（t）变化—曲顶脉冲调幅（自然抽样）平顶脉冲调幅8×脉冲形成电路平顶抽样信号的产生9平顶抽样的PAM频谱是由加权后的周期性重复的组成。是的函数，不是常数，所以采用低通滤波器不能直接从中滤出所需基带信号。1/H(ω)低通平顶抽样时PAM信号的解调方框图107.4模拟信号的量化量化是将取值连续的抽样变成取值离散的抽样量化区间端点量化电平11量化信号与m(原信号)

4、的近似程度用信号,量化噪声功率比衡量127.4.1均匀量化把输入信号的取值域按等距离分割的量化在均匀量化中,每个量化区间的量化电平取在各区间的中点.输入信号的最小值a,最大值b,量化电平数M量化间隔(量化台阶)量化器输出第i个量化区间的终点第i个量化区间的量化电平13量化噪声功率均匀量化时,量化噪声的均方根值固定不变,当m(t)较小时,则信号量化噪声功率比就很小.满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为动态范围.均匀量化时的信号动态范围将受到较大限制147.4.2非均匀量化根据信号的不同区间来确定量化间隔，对信号取值小的区间，量化间隔Δv也小，反之，量化间隔

5、就大，因此，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例，改善了小信号时量化信噪比。实现方法：抽样值先压缩，再均匀量化y=f（x）f—非线性变换接收端x=f-1（y）采用扩张器恢复x151.μ压缩律x，y归一化压缩器输入、输出电压μ压扩参数当量化级划分较多时，每一量化级中的压缩特性曲线均可看成直线。量化误差1617当μ>1时,是压缩后量化级精度提高的倍数,也就是非均匀量化对均匀的信噪比改善程度当μ=100小信号x→0[Q]dB=26.7dB大信号x=1[Q]dB=-13.3dB1810203040-10-20-30-40-50x(dB)S/N(dB)采用

6、压扩提高了小信号的信噪比,从而相当于扩大了输入信号的动态范围有无压扩的比较曲线192A压缩律207.5脉冲编码调制常用的二进制码有自然二进码和折叠二进码两种样值脉冲极性自然二进码折叠二进码量化级1111111115正1110111014……100010008011100007负011000016……00000111021从话音信号的可懂度来说,3~4位非线性编码即可,7~8位通信质量比较好.码位的安排:在逐次比较型编码中极性码段落码段内码C1C2C3C4C5C6C7C8非均匀量化16×8=128个量化级相当于均匀量化的11位16×[1+1+2+4+8+16

7、+32+64]=204822P209图7-21三个权值电流与样值进行三次比较,可以确定段落码C2C3C423为了进一步决定段内码,必须了解段落的起始电平和非均匀量化的量化台阶大段号12345678量化单位数Δ′11248163264起始电平0163264128256512102424例：设输入信号抽样值为+1270个量化单位，采用逐次比较型编码将它按照13折线A律特性编码8位码。确定极性码C1抽样值为正，C1=1确定段落码C2C3C4Is>IW1=128C2=1Is>IW2=512C3=1Is>IW3=1024C4=1确定段内码IW4=1024+8Δ′=1

8、536>ISC5=025IW5=1024+4Δ′=1280>ISC