第9章 模拟信号的数字传输new

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1、第9章模拟信号的数字传输通信原理电子教案第9章模拟信号的数字传输桂林电子科技大学信息与通信学院2012.52012-2-12数字通信原理1第9章模拟信号的数字传输第9章模拟信号的数字传输9.1引言通信系统：模拟通信系统；数字通信系统。模拟信号的数字传输---模拟信号数字化后，用数字通信方式传输。系统框图:研究重点：模拟信号数字化（A/D）及反过程（D/A）。抽样→量化→编码2012-2-12数字通信原理21第9章模拟信号的数字传输第9章模拟信号的数字传输研究内容：9.1引言9.2抽样定理9.3脉冲振幅调制（PAM）9.4模拟信号的量

2、化9.5脉冲编码调制（PCM）9.6差分脉冲编码调制（DPCM）（不讲）9.7增量调制（△M）（不讲）9.8DPCM系统中的量化噪声（不讲）9.9时分复用和多路数字电话系统9.10话音和图像的压缩编码（不讲）2012-2-12数字通信原理3第9章模拟信号的数字传输9.2抽样定理－－模拟信号数字化的理论基础。9.2.1低通型连续信号的抽样1.抽样定理一频带限制在(0,fH)赫内的时间连续信号m(t)，若以fs≥2fH速率对m(t)等间隔（Ts＝1/fs≤1/2fH）抽样，则m(t)将被所得抽样函数ms(t)完全确定。2.原理实现抽样和

3、恢复的原理框图如图9-2所示。2012-2-12数字通信原理42第9章模拟信号的数字传输抽样脉冲：δT(t)－－周期为Ts的冲激序列。－－理想抽样。条件：Ts≤1/2fH,或fs≥2fH时，没必要传送m(t)本身，就可恢复m(t)。fs=2fH－－奈奎斯特频率；Ts＝1/2fH－－奈奎斯特间隔。结合该图证明抽样定理：验证条件的必要性。抽样：2012-2-12数字通信原理5第9章模拟信号的数字传输抽样：mtmtsT()=()()δtδδT(Tt)=−∑(nT)n12πMMsT()ωω=()*()δωδδTs()ωω=−∑()ωn=ωs

4、sδω()ω2πTn1=−∑Mn()ωωsω≥2ωTsHn11=+−MM()ωω∑(nωs)（9.2.4）TTn≠011=+−MM()ω∑(2ωωnH)TTn≠02012-2-12数字通信原理63第9章模拟信号的数字传输带限包含无穷多个M(ω),还属模拟仅需一个LPF即可恢信号复M(ω)Sa函数：形状对应HL矩形；幅度正比于mn图9-4抽样定理全过程2012-2-12数字通信原理7第9章模拟信号的数字传输恢复：频域恢复:111MMs(ω)=−∑∑()(ωωnss=+−MMω)()ωωnTTnnT≠0（1）Ms(ω)中包含无穷多个M(

5、ω)，仅需一个理想LPF即可恢复M(ω)：MMHˆ()ω==()()ωω1M()ω(9.2.6)SLT式中理想LPF：截止频率ωH，增益为1。传输函数：⎪⎧1,ω≤ω1HHL()ω=⎨htLH()=2ωωSa(Ht)⎪⎩0,其他2π（2）若fs≤2fH?，则产生重叠。注：ms(t)还属模拟信号，其可视作m(t)经脉冲调制所得。2012-2-12数字通信原理84第9章模拟信号的数字传输时域恢复由式1MMHˆ()ω==()()ωωM()ω（9.2.6）sLT可见MT()ω==MT(ωω)MHsL()(ω)（9.2.7）根据时域卷积定理，

6、得ωHmt()=∗=TmtsL()ht()T∑mnδω(t−nT)∗Sa(Ht)nπ11=−∑mnHδω()()tnT∗Sat,T==nffs2H=−∑mSanH[(ωtnT)]（9.2.8a）n=−∑mSanH()ωπtn（9.2.8b）n式中：mn---m(t)的第n个抽样值。2012-2-12数字通信原理9第9章模拟信号的数字传输mt()=−∑mSanH[ω(tnT)]（9.2.8a）n式中：mn---m(t)的第n个抽样值。上式表明：任何一个频带有限的信号m(t)可以展成以抽样函数为基本信号的无穷级数，级数中各分量的相应系数

7、就是原信号在相应抽样时刻上的抽样值。如图9-3所示。－－这就是说，任何一个带限的连续信号完全可以用其抽样值来表示。2012-2-12数字通信原理105第9章模拟信号的数字传输带限还属模拟信号Sa函数：包含无穷多个M(ω),形状对应HL矩形；仅需一个LPF即可恢幅度正比于mn复M(ω)图9-4抽样定理全过程2012-2-12数字通信原理11第9章模拟信号的数字传输9.2.2带通型连续信号的抽样－－软件无线电的理论基础带通型：信号m(t)频谱限于(fL,fH)带宽Ｂ=fH-fL1.fH（fL当然）为B的整数倍时结论：最小抽样频率fs≥2

8、B即可，不必fs≥2fH。2.fH不为B的整数倍时fnH=+BkB,0<