通信原理基础教程 教学课件 作者 黄葆华ch7.ppt

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1、通信原理第7章　模拟信号的数字传输沈忠良7/23/20211CP第7章　模拟信号的数字传输第7章　模拟信号的数字传输7.1引言7.2脉冲编码调制（PCM）7.3增量调制（）7.4时分多路复用（TDM）7/23/20212CP第7章　模拟信号的数字传输7.1引言波形编码：直接把时域波形变换为数字代码序列。PCM、ADPCM、△M等，。参量编码：提取语音信号的特征参数，将它们变换为数字代码，在接收端用这些特征参数去控制语音信号的合成电路，合成出发送端发送的语音信号。16Kbps以下，最低达600bps。7/23/20213

2、CP第7章　模拟信号的数字传输7.2脉冲编码调制（PCM）PCM是模拟信号数字化的一种具体方法，它包括取样、量化和编码三个步骤。7/23/20214CP第7章　模拟信号的数字传输7.2脉冲编码调制（PCM）取样、量化及编码过程:012345678设置的量化电平0.63.62.80.61.74.67.50.51.52.53.54.55.56.57.5量化值二进制代码PCM码元波形0.53.52.50.51.54.57.5000011010000010100111图7.2.2取样、量化、编码过程示意图7/23/20215C

3、P第7章　模拟信号的数字传输7.2.1取样1．低通信号的取样定理:一个频带限制在内的连续信号m(t)，如果取样速率大于或等于，则可以由样值序列无失真地重建原始信号m(t)。（1）m(t)是低通信号，最高频率为；（2）取样速率，的单位为次/秒，有时也被称为取样频率，其单位为Hz；（3）本书讨论的是等间隔取样，也称为均匀取样。7/23/20216CP第7章　模拟信号的数字传输7.2.1取样奈奎斯特取样速率:奈奎斯特取样间隔:7/23/20217CP第7章　模拟信号的数字传输7.2.1取样2．实际应用时应注意的问题:(1)是

4、理想周期性冲激脉冲序列实际用用幅度有限窄脉冲近似(2)实际中重建滤波器非理想LPF，应有　　　，一般取(3)实际信号波形时间受限而不是频带受限，应对　　预滤波，滤除以上的少量频率成份，称为抗混叠滤波器。7/23/20218CP第7章　模拟信号的数字传输7.2.2取样信号的量化1．量化及量化噪声量化：用预先规定的有限个电平来表示取样值量化电平：预先规定的电平量化台阶：相邻两个量化电平之间的间隔（1）量化将模拟信号变成数字信号。（2）量化电平与取样值之间的差称为量化误差，称为量化噪声7/23/20219CP第7章　模拟信号

5、的数字传输7.2.2取样信号的量化2．均匀量化时的量化信噪比均匀量化：等间隔设置量化电平的量化，量化误差最大不会超过量化信号的功率：噪声功率　：量化信噪比：7/23/202110CP第7章　模拟信号的数字传输7.2.2取样信号的量化编码位数每增加一位，量化信噪声比增加6分贝。正弦信号：语音信号：信号峰值小，量化噪声却不变，量化信噪比下降量化器的动态范围：达到一定信噪比要求时所允许输入信号的变化范围（通常要求信噪比≥26dB）。7/23/202111CP第7章　模拟信号的数字传输7.2.2取样信号的量化2．非均匀量化原理

6、及实现方法语音信号的动态范围约为40dB,均匀量化编码位数至少为12位。非均匀量化：不等隔地设置量化电平，提高小信号时的量化信噪比，扩大量化器的动态范围。7/23/202112CP第7章　模拟信号的数字传输7.2.2取样信号的量化（1）压缩+均匀量化首先对要量化的取样值进行压缩处理，然后再对处理后的样值进行均匀量化和编码。7/23/202113CP第7章　模拟信号的数字传输7.2.2取样信号的量化律压缩特性：，在国际标准中取　　　　，当K＝8时，对小信号的信噪比改善值为33.5dB。律压缩特性：在国际标准中取。7/23

7、/202114CP第7章　模拟信号的数字传输7.2.2取样信号的量化（2）直接进行非均匀量化---数字压扩技术用折线来逼近　律和　律压缩特性，从而用数字技术直接实现非均匀量化。两种国际标准：13折线　律特性：用13根折线逼近　　　　　的　律压缩特性15折线　律特性：用15根折线逼近　　　　　的　律特性7/23/202115CP第7章　模拟信号的数字传输7.2.2取样信号的量化①13折线　律特性7/23/202116CP第7章　模拟信号的数字传输7.2.2取样信号的量化②13折线非均匀量化段间采用非均匀量化，段内采用均匀

8、量化，共8位，即Q=256。最小量化台阶表7-2-113折线量化时正向八段的起止电平及量化台阶第1段第2段第3段第4段第5段第6段第7段第8段起电平01632641282565121024止电平16326412825651210242048量化台阶2481632647/23/202117CP第7章　模拟信号的数字传输7.2.2取样