常州大学通信原理

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1、6.1抽样定理6.2脉冲幅度调制(PAM)6.3脉冲编码调制（PCM）6.4自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）6.5增量调制（ΔM）第6章模拟信号的数字传输教学内容（1）低通信号和带通信号的抽样定理；（2）脉冲幅度调制(PAM)原理，自然、平顶抽样脉冲振幅调制；（3）模拟信号量化原理:均匀量化、非均匀量化，量化噪声，量化信噪比；（4）脉冲编码调制（PCM）原理，A率13折线量化；逐次比较型编码器原理，PCM系统抗噪声；（5）增量调制（ΔM）原理，最大跟踪斜率、一般量化噪声、过载量化噪声；ΔM系统抗噪声；（6）ΔM系统和PCM系统的比较；（7）差

2、分脉冲编码调制（DPCM）原理；（8）自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）原理；电话、电视等通信业务，信源输出模拟信号。数字通信系统传输模拟信号，需三步：把模拟信号数字化，即模数转换（A/D）；进行数字方式传输；信号还原为模拟信号，即数模转换（D/A）。信源编码：发端的A/D变换；信源译码：D/A变换；本章以语音编码为例，讲解有关理论和技术。模拟信号数字化的方法：A、波形编码：直接把时域波形变换为数字代码序列，比特率通常在16kb/s~64kb/s，接收端重建信号的质量好。如PCM、ΔM等。B、参量编码：利用信号处理技术，提取语音信号的特征参量，

3、再变换成数字代码，其比特率在16kb/s以下，但接收端重建(恢复)信号的质量不够好。如LPC声码器。模拟信号的数字传输系统离散:连续量用有限个数值表示.抽样:时间域离散.量化:幅度域离散.编码:用二进制或多进制码组表示为数字序列.6.1抽样定理抽样是把时间上连续的模拟信号变成一系列时间上离散的抽样值的过程。抽样定理是模拟信号数字化的理论依据。a.根据信号是低通型的还是带通型的，抽样定理分低通抽样定理和带通抽样定理；b.根据抽样脉冲序列是等间隔的还是非等间隔的，分均匀抽样定理和非均匀抽样；c.根据抽样的脉冲序列是冲击序列还是非冲击序列，分理想抽样和实

4、际抽样。6.1.1低通抽样定理：一个频带限制在(0,fH)赫时间连续信号m(t)，以Ts≤1/(2fH)秒间隔对它进行等间隔抽样，则m(t)将被所得到的抽样值完全确定。抽样速率fs（每秒内的抽样点数）≥2fH，若抽样速率fs＜2fH，会产生叫混叠失真。频域角度证明。设抽样脉冲序列δT(t)是一个周期Ts冲击序列，频谱δT(ω)是离散的，δT(t)=δ(t-nTs)δT(ω)=δ(ω-nωs)ωs=2πfs=1)抽样过程可看成是m(t)与δT(t)相乘，抽样信号ms(t)=m(t)δT(t)=m(nTs)δ(t-nTs)抽样后信号的频谱Ms(ω)由频率卷

5、积定理，Ms(ω)=［M(ω)*δT(ω)］Ms(ω)=[(M(ω)*δ(ω-nωs)]=M(ω-nωs)频谱Ms(ω)由无限多个间隔ωs的M(ω)相叠加而成，ms(t)包含了信号m(t)的全部信息。频域已证明，将Ms(ω)通过截止频率为ωc的低通滤波器后便可得到M(ω)。ωH≤ωc≤1/2ωs抽样过程时间函数及频谱图ωH≤ωc≤1/2ωs奈奎斯特间隔Ts=最大允许抽样间隔奈奎斯特速率:fs=2fH最低抽样速率。图6–5混叠现象图6–4理想抽样与信号恢复2、Ms(ω)通过截止频率为ωC的低通滤波器后得到M(ω)。等效于用门函数D2ωC(ω)乘Ms(

6、ω)。Ms(ω)D2ωC(ω)=M(ω-nωs)D2ωC(ω)若ωC=1/2ωs=时域重建信号(内插公式):说明以奈奎斯特速率抽样的带限信号m(t)可以由其样值利用内插公式重建。以每个样值为峰值画一个Sa函数波形，合成波形m(t)。由于Sa函数和抽样后信号的恢复有密切的联系，所以Sa函数又称为抽样函数。图6-6带通信号的抽样频谱（fs=2fH）6.1.2带通抽样定理带通均匀抽样定理：一个带通信号m(t)，频率限制在fL与fH之间，带宽B=fH-fL，如果最小抽样速率fs=2fH/m，m是一个不超过fH/B的最大整数，那么m(t)可完全由其抽样值确定。

7、（1）若最高频率fH为带宽的整数倍，即fH=nB。能重建原信号m(t)的最小抽样频率为fs=2B（2）若最高频率fH不为带宽的整数倍，即fH=nB+kB,0＜k＜1fH/B=n+k，当fL〉〉B时fs≈2B图6–7fH=nB时带通信号的抽样频谱抽样定理不仅为模拟信号的数字化奠定了理论基础，它还是时分多路复用及信号分析、处理的理论依据。6.2脉冲振幅调制(PAM)1.脉冲调制以时间上离散的脉冲串作为载波，用模拟基带信号m(t)去控制脉冲串的某参数。2.按改变脉冲参量（幅度、宽度和位置）的不同，把脉冲调制又分为脉幅调制(PAM)、脉宽调制(PDM)和

8、脉位调制(PPM).虽然这三种信号在时间上都是离散的，但受调参量变化是连续的，因此也都属于模拟