通信原理简明教程 教学课件 作者 邬正义 第3章 信源编码.pptx

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1、36604-3a主编第3章　信源编码3.1信源编码的基本概念3.2脉冲编码调制3.3差分脉冲编码调制3.4增量调制3.1　信源编码的基本概念语音和图像是我们在生活中遇到的最常见的信息源。常规的通信主要就是语音通信和图像通信。语音信源的编码称为语音编码，图像信源的编码称为图像编码，两者的基本原理是一致的。3.2　脉冲编码调制图3-1　PCM系统的原理框图3.2　脉冲编码调制3.2.1　抽样与抽样定理3.2.2　量化3.2.3　编码与解码3.2.1　抽样与抽样定理1.低通抽样定理2.带通抽样定理1.低通抽样定理对于频带

2、被限制在(0，fH)内的连续模拟信号m(t)，若以Ts≤1/(2fH)的时间间隔对其进行等间隔(均匀)抽样，根据此得到抽样信号可以不失真地重建原信号m(t)。1.低通抽样定理图3-2　模拟信号的抽样过程设一个带通模拟信号m(t)的频带宽度B=fH-fL，fH为信号最高频率，fL为信号最低频率，其频谱如图3-3所示。其最低抽样频率为fsmin式中，B为信号带宽；n为商fH/B的整数部分，n=1，2，…；k为商fH/B的小数部分，0

3、抽样定理图3-4　与的关系曲线图3.2.2　量化1.均匀量化2.非均匀量化3.2.2　量化图3-5　量化过程1.均匀量化（3-8）将抽样后信号的取值域按等间隔划分的量化称为均匀量化。（3-9）（3-10）1.均匀量化（3-12）2.非均匀量化(1)A压缩律及13折线法(2)μ压缩律和15折线法2.非均匀量化（3-13）2.非均匀量化图3-6　压缩特性曲线(1)A压缩律及13折线法(1)A压缩律及13折线法(1)A压缩律及13折线法图3-7　A律13折线的特性曲线(1)A压缩律及13折线法图3-8　A律13折线的

4、完整特性曲线(2)μ压缩律和15折线法（3-15）(2)μ压缩律和15折线法图3-9　μ律15折线的特性曲线(2)μ压缩律和15折线法(2)μ压缩律和15折线法表3-2　μ律15折线的斜率折线段号12345678斜率/2551/81/161/321/641/1281/2561/5121/10243.2.3　编码与解码1.码制的选择2.编码位数的选择3.编码/译码原理4.PCM系统的抗噪声性能1.码制的选择2.编码位数的选择2.编码位数的选择2.编码位数的选择表3-6　段内码与抽样值的关系量化间隔起止范围（量化单位）

5、段内码量化间隔起止范围（量化单位）段内码151984~2048111171472~15360111141920~1984111061408~14720110131856~1920110151344~14080101121792~1856110041280~13440100111728~1792101131216~12800011101664~1728101021152~1216001091600~1664100111088~1152000181536~1600100001024~108800003.编码/译码原理1

6、)整流器：将输入的双极性信号变成单极性信号，并输出极性码c1。2)保持电路：在整个编码周期内保持输入信号的幅值不变。3)比较器：是编码器的核心。4)本地译码器：由记忆电路、7/11变换电路和恒流源组成，用于产生每次比较所需的各个权值电流Iw。3.编码/译码原理图3-11　逐次比较型编码器的原理框图图3-12　逐次比较型译码器的原理框图4.PCM系统的抗噪声性能（3-17）（3-18）（3-19）4.PCM系统的抗噪声性能(3-20)(3-22)(3-23)3.3　差分脉冲编码调制3.3.1　差分脉冲编码调制原理3.

7、3.2　差分脉冲编码调制系统的抗噪声性能3.3.1　差分脉冲编码调制原理前面介绍的PCM系统传输1路数字电话信号的数据速率为64kbit/s，理论上需要占用32kHz带宽，而传输1路模拟电话仅需要4kHz带宽。相比之下，传输PCM信号占用的带宽大很多。也就是说，数字通信将比模拟通信付出更多的带宽成本，这是数字通信不如模拟通信的地方。但是，由于数字通信带来的好处远远超过它的缺点，因此PCM系统仍然得到了广泛的应用。当然，我们还是要想办法尽可能地降低数字电话信号的传输速率，降低信号带宽，提高频带利用率。常用的改进办法是

8、采用预测编码。预测编码方法有多种，差分脉冲编码调制(DifferentialPCM，DPCM)，简称差分脉码调制，是其中广泛应用的一种基本的预测方法。3.3.1　差分脉冲编码调制原理图3-13　DPCM系统原理框图a)编码器　b)译码器3.3.2　差分脉冲编码调制系统的抗噪声性能（3-27）（3-28）3.3.2　差分脉冲编码调制系统的抗噪声性能（3-30）