第9章 模拟信号的数字传输

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1、第9章模拟信号的数字传输李新宇lr_xinyu@sina.com北京科技大学通信工程系第第99章章模拟信号的数字传输模拟信号的数字传输9.1模拟信号的数字传输简介——抽样、量化、编码9.2模拟信号的抽样9.3模拟信号的量化9.4脉冲编码调制（PCM）第5章模拟信号的数字传输本章解决问题一、为什么模拟信号要进行数字传输？二、怎么实现模拟信号的数字传输？三、变换成数字信号的传输特性？33通信原理第5章模拟信号的数字传输思考？通讯通信MessageInformation传输和处理传输和处理的信号是被取代的信

2、号是模拟的数字的44通信原理第5章模拟信号的数字传输数字传输系统的优势模拟传输数字传输抗干扰能力强，可中继再生叠加噪声干扰后不易消除，即抗干扰能力较差；采用信道编码提高可靠性；不易保密通信；使用加密增强安全性；设备不易大规模集成；便于存储和处理；不适应飞速发展的计算机通信的要求。设备集成化、性价比高；光纤技术的发展提高传输速5率。通信原理第5章模拟信号的数字传输最广泛的应用实例模号拟信信拟号数字信号模用户线线户中继线用公共电话网66通信原理第5章模拟信号的数字传输模拟信号的数字传输第1节---77通信

3、原理第5章模拟信号的数字传输1、模拟信号的数字化传输系统模拟抽样、量化数字译码和低通信宿信息源和编码通信系统滤波m(t){sk}{S’k}m’(t)模拟信号数字序列数字序列模拟信号88通信原理2、模拟信号的数字化基本原理m8q7m7q抽样6m6q量化5m5q4m编码4q3m3q2m2q1m1000000010011100100100110110110110110110100010001+0.5量化误差99-0.5第5章模拟信号的数字传输模拟信号的数字传输第2节---1010通信原理第5章模拟信号的数字

4、传输2、模拟信号的数字化基本原理抽样1111通信原理第5章模拟信号的数字传输1、低通抽样定理奈奎斯特抽样定理：一个频带限制在(0,f)赫内的时间连续信号Hm(t)，如果以T≤1/(2f)秒的间隔或f≥2f的频率对sHsH它进行等间隔（均匀）抽样，则m(t)将被所得到的抽样值完全确定。1212通信原理第5章模拟信号的数字传输抽样定理的含义发送端接收端1313通信原理第5章模拟信号的数字传输4、已抽样信号的恢复ms(t)低通m(t)滤波器显然，低通滤波器等效于门函数H(ω)1MMsH()(2

5、n)Tn11MHss()()Mn()()HM()TTn1414通信原理第5章模拟信号的数字传输已抽样信号的恢复——时域证明由时间卷积定理得Hmt()Tmt[()S(t)]mtS()(t)ssaHsaHmtnna()TSt*()HmSna[H()tnT]nnmSnaH[)tn]n1515通信原理第5章模拟信号的数字传输5、奈奎斯特间隔奈奎斯特间隔Ts=1/2fH是抽样的最大间隔，它被称为奈奎斯特间隔

6、。奈奎斯特速率最低抽样速率fs=2fH称为奈奎斯特速率。1616通信原理第5章模拟信号的数字传输二、脉冲振幅调制PAM分析：（1）以前讨论的调制技术是采用连续震荡波形（正弦型信号）作为载波的，然而，正弦型信号并非是唯一的载波形式。（2）选择脉冲串作为载波：在时间上离散的脉冲串，同样可以作为载波，这时的调制是用基带信号去改变脉冲的某些参数而达到的，人们常把这种调制称为脉冲调制。（3）按基带信号改变脉冲参数（幅度、宽度、时间位置）的不同，把脉冲调制又分为脉幅调制（PAM）、脉宽调制（PDM）和脉位调制（P

7、PM）等。这里仅介绍脉幅调制，因为它是脉冲编码调制的基础。17通信原理第5章模拟信号的数字传输脉冲调制波形示意图脉冲调制是用离散脉冲串做为载波的调制方式18通信原理第5章模拟信号的数字传输自然抽样（曲顶抽样）PAM的两种调幅方式：（1）“曲顶”脉冲调幅；（2）“平顶”的脉冲调幅。（1）PAM的“曲顶”脉冲调幅(自然抽样)已抽样信号ms(t)的脉冲“顶部”是随m(t)变化的，即在顶部保持了m(t)变化的规律，把曲顶的抽样方法称为自然抽样。脉冲载波以s(t)表示，它是由脉宽为τ秒、重复周期为T秒的矩

8、型脉冲串组成，其中T是按抽样定理确定的，即有19T=1/2fH秒。通信原理第5章模拟信号的数字传输自然抽样（曲顶抽样）自然抽样的PAM原理框图•自然抽样PAM信号M()tMtS()()ts•抽样脉冲序列2ASS()a(nHH)(2n)Tn•已抽样信号是m(t)与s(t)的乘积，其频谱可表示成1AMs()[M(*)S()]Sa(nH)M(2nH)2Tn20通信原理第5章模拟信号的数字传输自