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1、通信原理多媒体教案通信原理教学组编著西安电子科技大学通信工程学院二零零四年通信原理2004年第一讲绪论通信原理多媒体教案第六章模拟信号的数字传输通信原理2004年第一讲绪论第六章大纲要求低通信号和带通信号抽样定理；脉冲振幅调制（PAM）原理，自然抽样脉冲振幅调制，平顶抽样脉冲振幅调制；模拟信号的量化原理，均匀量化，非均匀量化，量化噪声，量化信噪比；脉冲编码调制（PCM）原理，十三折线非均匀量化编码；逐次比较型编码器原理，脉冲编码调制（PCM）系统抗噪声性能；通信原理2004年第一讲绪论第六章增量调制（△M）原理，增量调制系统最大跟踪斜率，一般量化噪声，过载量化噪声，增量调制（△M）系统抗噪声性
2、能；脉冲编码调制（PCM）系统与增量调制（△M）系统的比较；差分脉冲编码调制（DPCM）原理；自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）原理。通信原理2004年第一讲绪论第六章数字通信系统具有许多优点而成为当今通信的发展方向。然而自然界的许多信息经各种传感器感知后都是模拟量，例如电话、电视等通信业务，其信源输出的消息都是模拟信号。若要利用数字通信系统传输模拟信号，一般需三个步骤：把模拟信号数字化，即模数转换（A/D）；进行数字方式传输；把数字信号还原为模拟信号，即数模转换（D/A）。本章在介绍抽样定理和脉冲幅度调制的基础上,重点讨论模拟信号数字化的两种方式,及PCM和△M的原理及抗噪声性能。通信原理
3、2004年第一讲绪论第六章目前用的最普遍的波形编码方法有脉冲编码调制(PCM)和增量调制（△M）。采用脉码调制的模拟信号的数字传输系统如下图所示：通信原理2004年第一讲绪论第六章6.1抽样定理超链接6.2脉冲幅度调制（PAM)超链接6.3脉冲编码调制（PCM）超链接6.4自适应差分脉冲编码超链接6.5增量调制（△M）超链接通信原理2004年第一讲绪论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。能否由此样值序列重建原信号，是抽样定理要回答的问题。抽样定理的分类: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；根据用来抽样的脉冲序列是等间隔
4、的还是非等间隔的，抽样定理分均匀抽样定理和非均匀抽样定理；根据抽样的脉冲序列是冲击序列还是非冲击序列，抽样定理分理想抽样定理和实际抽样定理。返回目录通信原理2004年第一讲绪论6.1抽样定理6.1.1低通抽样定理定义:m(t),[0,fH]一个频带限制在(0,fH)赫内的时间连续信号,如果以TS≤1/(2fH)秒的间隔对它进行等间隔（均匀）抽样,则m(t)将被所得到的抽样值完全确定。通信原理2004年第一讲绪论6.1抽样定理TS=1/(2fH)是抽样的最大时间间隔,它被称为奈奎斯特间隔。此定理告诉我们,若m(t)的频谱在某一频率fH以上为零,则m(t)中的全部信息完全包含在其间隔不大于1/2f
5、H秒的均匀抽样序列里。换句话说，在信号最高频率分量的每一个周期内起码应抽样两次。或者说，抽样速率fS(每秒内的抽样点数）应不小于2fH，若抽样速率fs<2fH，则会产生失真，这种失真叫混叠失真。通信原理2004年第一讲绪论6.1抽样定理原理:假设采用周期为的冲激函数序列，按抽样定理描述的抽样间隔对赫兹内的模拟信号进行抽样，则已抽样信号为通信原理2004年第一讲绪论6.1抽样定理通信原理2004年第一讲绪论6.1抽样定理的频谱为：将通过截止频率为的低通滤波器，便可得到频谱，即﹛条件:通信原理2004年第一讲绪论6.1抽样定理抽样过程的时间函数及对应频谱如图:通信原理2004年第一讲绪论6.1抽样
6、定理若,混叠失真。恢复:特点:由无穷多组成带宽用可以恢复通信原理2004年第一讲绪论6.1抽样定理6.1.2带通抽样定理低通:带通:(,高频带宽)带通均匀抽样定理:一个带通信号m(t),其频率限制在fL与fH之间,带宽为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,那么可完全由其抽样值确定。通信原理2004年第一讲绪论6.1抽样定理n是不大于的最大正整数。对于,。当模拟信号m(t)是窄带信号,即fH≥B时,能恢复出窄带信号m(t)的最小抽样频率fS≈2B。实际中广泛应用的高频窄带信号通常都满足fL>>B,因此对窄带信号通常速率抽样可按fS=2B选择,而不用
7、选fS=2fH。通信原理2004年第一讲绪论6.1抽样定理例题:已知fL=100.5MHZ,fH=100.9MHZ,求fS的值。解:B=fH－fL=0.4MHZfH=nB+kB=252B+0.25BfS=2B(1+k/n)=2×0.4(1+0.25/252)≈800.8kHZ通信原理2004年第一讲绪论6.2脉冲振幅调制(PAM)脉冲振幅调制（PAM）脉冲调制:以时间上离散的脉冲串作为载波,用模拟
