工学模拟信号数字化技术ppt课件.ppt

《工学模拟信号数字化技术ppt课件.ppt》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、第4章模拟信号数字化技术§4.1抽样定理§4.2量化§4.3编码1模拟信号数字传输基本原理模拟信源编码模拟信源解码数字传输交换系统模拟信号模拟信源模拟信宿模拟信号模/数(A/D)变换数/模(D/A)变换数字随机序列10110100101101011数字随机序列101101001011010112第一个例子：数字蜂窝移动通信系统第一代(1G)（模拟）第二代(2G)（数字）第三代(3G)（数字）3第二个例子：模拟电话接入数字公用网数字传输交换系统模拟话机2模拟话机1交换网络用户模块交换机模拟信源编解码脉冲编码调制

2、（PCM：PulseCodeModulation）技术4抽样数字通信系统模拟信源量化编码01101010011111110101000重建时间信号解码模拟信宿5§4.1抽样定理低通抽样定理带通抽样定理6低通抽样定理[问题的引出]对截止频率为fH赫兹的低通信号,如何进行抽样(多长间隔取一个样值)才能保证接收端可以无失真地恢复出原始信号？[定理]一个频带限制在(0,fH)赫兹内的时间连续信号x(t)，如果抽样频率fs大于或等于2fH，则可以由样值序列{x(nTs)}无失真地重建原始信号x(t)。7低通抽样定理的证明与理想

3、抽样x(t)xs(t)发送端理想抽样LPFh(t)H()接收端信号重建8TstT(t)tfs(t)fFs(f)0fF(f)10-fHtf(t)fHf-2fs-fs2fs0fsT(f)（a）低通模拟信号波形及其频谱（b）抽样序列及其频谱结构（c）抽样信号及其频谱结构9tTsT(t)tfs(t)Fs(f)f0fF(f)10-fHtf(t)fHf-2fs-fs2fs0fsT(f)（a）低通模拟信号波形及其频谱（b）抽样序列及其频谱结构（c）抽样信号及其频谱结构10信号重建波形示意图11带通抽样定理问题的引出对下截

4、止频率为fL，上截止频率为fH的信号，如果信号带宽B=fH-fL远远小于中心频率f0=(fH+fL)/2，所需要的抽样频率fs是否必须大于2fH?例如对于f0=100MHz的信号，如果B=20kHz，所需要的取样速率为多少？低通抽样定理：fs200.04MHz带通抽样定理：fs=40kHz120fHfLffs2fs-fH-fL-2fs-fs3fs-3fsB0ffs2fs-2fs-fs3fs-3fsB3B5B-3B-5B-B0ffs2fs-2fs-fs3fs-3fs（a）带通型信号频谱结构（b）抽样脉冲序列频谱结构（

5、c）抽样信号频谱结构130fHfLffs2fs-fH-fL-2fs-fs3fs-3fsB0ffs2fs-2fs-fs3fs-3fsB3B5B-3B-B-5B0ffs2fs-2fs-fs3fs-3fs（a）带通型信号频谱结构（b）抽样脉冲序列频谱结构（c）抽样信号频谱混叠示意图140fHfLffs2fs-fH-fL-2fs-fs3fs-3fsB0ffs2fs-2fs-fs3fs-3fsB3B5B-3B-B-5B0ffs2fs-2fs-fs3fs-3fs第5个频谱分量第5个频谱分量（a）带通模拟信号频谱结构（b）频谱混叠

6、结构示意图（c）消除频谱混叠结构示意图15fs与fH的关系B2B3B4B6B5BfHfs2BB3B4B0图5-41617实际抽样过程自然抽样平顶抽样18Tttfs(t)τ内脉冲幅度随信号幅度而变化fF(f)10-fHtf(t)fH-fs

7、C(f)

8、-1/fs01/ffFs(f)0-fs-1/fs1/（a）模拟信号及其频谱结构（b）抽样脉冲序列及其频谱结构（c）自然抽样信号及其频谱结构19tfs(t)fFs(f)0th(t)fH(f)-1/01/tTfH(t)f-1/01/FH(f)（b）脉冲形成

9、及其频谱结构（a）抽样信号及其频谱结构（c）平顶抽样及其频谱结构20§4.2量化均匀量化：量化间隔是均匀设置的非均匀量化：量化间隔是不均匀的21量化的输入和输出22均匀量化23量化过程及量化误差24－(4.77＋6.02n1)－(4.77＋6.02n2)－(4.77＋6.02n3)－3.011.76＋6.02n11.76＋6.02n21.76＋6.02n30均匀量化时的信噪比特性曲线25例：见书上26非均匀量化的模拟压扩法27非均匀量化030输入x输出y10203040102040030102030402压缩特性扩张

10、特性输出y201040压缩器和扩张器的特性28A律压缩特性29输入x输出y11/82/84/85/86/87/8113折线特性曲线30μ律压缩特性31输入x输出y11/82/83/84/85/86/87/8115折线特性曲线324.3编码tf(t)基带信号脉冲载波PAMPDMPPM3334量化值序号量化电压极性自然二进制码折叠二进制码15141