数字通信原理(3)

《数字通信原理(3)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、数字通信原理（3）2001Copyright1SCUTDT&PLabs第五章脉冲编码调制2001Copyright2SCUTDT&PLabs5.1基本概念1.调制：对信号作某种变换；2.脉冲编码调制（PCM）：将模拟信号抽样、量化后，用数字脉冲的某种组合来表示的一种变换方式。3.PCM信号的是一种数字信号。2001Copyright3SCUTDT&PLabs5.2低通与带通抽样定理1.低通抽样定理信号:f(t)；抽样后信号：f(nTs)信号频谱：F(w);抽样后信号频谱：Fs(w)Fs(w)=(1/T

2、s)∑nF(w-nws)若信号最高频率wH，抽样频率ws>=2wH，则用截止频率wH的为低通滤波器可无失真地恢复f(t)。注：利用低通抽样定理可从时间离散的模拟信号中无失真地恢复原信号。2001Copyright4SCUTDT&PLabs5.2低通与带通抽样定理2.带通抽样定理设带通信号:fB(t)；频率范围：fL～fH；带宽：B＝fH－fL若抽样频率满足：fS=2B(1+M/N)，其中N为小于等于fH/B的最大正整数，M=fH/B–N，则用带通滤波器可无失真地恢复fB(t)。（显然，利用低通抽样定理

3、也可恢复带通信号，此时要求：fS>=2fH）2001Copyright5SCUTDT&PLabs5.2低通与带通抽样定理3.带通抽样定理的证明带通信号经抽样后:fS(t)=fB(t)∑n（t－nTs）抽样信号频谱：FS(w)=FB(w)*T（w）＝(1/TS)∑nFB(w-nws)要无失真地恢复fB(t)，要求各FB(w-nws)成分在频谱上无混叠。一般地，有fH＝NB＋MB，其中N为整数，0<=M<1。2001Copyright6SCUTDT&PLabs5.2低通与带通抽样定理3.带通抽样定理的

4、证明（接上页）如图，要使混叠不发生，应满足：NfS>＝2fH=2(NB＋MB)（1）且(N-1)fS+B<2fH－B（2）2001Copyright7SCUTDT&PLabs5.2低通与带通抽样定理3.带通抽样定理的证明（接上页）如取满足（1）式的最小值，即fS=2fH/N=2(B+MB/N)，则(N-1)fS=2fH–fS因为fS>=2B，所以(N-1)fS<=2fH-2B从而有(N-1)fS＋B<2fH–B，即满足（2）式。即当取fS=2(1+M/N)B时，抽样信号频谱不会发生混叠，因而原信号可用

5、带通滤波器无失真地恢复。证毕。2001Copyright8SCUTDT&PLabs5.3实际抽样方法（抽样脉冲序列为非理想冲激响应序列）1.自然抽样抽样脉冲序列:c(t)=∑np(t-nTs),其中：p(t)为任意形状的脉冲。抽样信号：fS(t)=f(t)∑np(t-nTs)因为c(t)，是周期性信号，所以有c(t)＝∑nCnexp(jnwst)fS(t)=∑nf(t)Cnexp(jnwst)相应地，FS(w)=∑nCnF(w-nws)随着n取值的变化，Cn相应地会发生变化，但频谱的形状不会发生变化，

6、因此只要不发生混叠，即可无失真地恢复。2001Copyright9SCUTDT&PLabs5.3实际抽样方法2.平顶抽样（一种电路上易于实现的方法）电路实现：采样保持；分析方法：理想抽样矩形脉冲形成f(t)fSf(t)2001Copyright10SCUTDT&PLabs5.3实际抽样方法2.平顶抽样(接上页）理想抽样信号：fS(t)=f(t)T（t）=∑nf(nTs)(t-nTs)平顶抽样信号：fsf(t)=fS(t)*h(t)=∑nf(nTs)h(t-nTs)平顶抽样信号的频谱：FSf(w

7、)=FS(w)H(w)=(1/TS)∑nF(w-nwS)H(w)其中：2001Copyright11SCUTDT&PLabs5.3实际抽样方法2.平顶抽样(接上页）由于H(w)对抽样信号频谱加权造成的失真称为“孔径失真”孔径失真的校正：接收信号输出端用滤波器作补偿。2001Copyright12SCUTDT&PLabs5.4标量量化与矢量量化量化：将一连续的无限数集映射成离散的有限数集的过程。1.标量量化如图所示：量化器特性：Yk=Q(Xk

8、k量化间隔：k＝Xk＋1－Xk2001Copyright13SCUTDT&PLabs5.4标量量化与矢量量化量化误差（噪声）q=X-Yk=X-Q(X),Xk