模拟信号数字化.ppt

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1、模拟信号数字化2.1模拟通信和数字通信2.2数字通信的特点及性能指标2.3语声信号数字化编码2.4时分多路复用2.5高次群数字复接2.1模拟通信和数字通信信道上传输的是模拟信号的通信系统称为模拟通信系统。信道上传输的是数字信号的通信系统称为数字通信系统。模／数变换设备将模拟电信号变换成数字信号，数字信号通常是采用二进制信号形式送至信道传输。在接收端，数字信号再经数／模变换和电／声变换还原成声音，送给接收者。2.2数字通信的特点及性能指标一、数字通信的特点二、数字通信系统的主要性能指标一、数字通信的特点1.抗干扰能力强，无噪声积累。2.便

2、于加密处理。3.利于采用时分复用实现多路通信。4.设备便于集成化、小型化。5.占用频带宽。二、数字通信系统的主要性能指标1.有效性指标(1)信息传输速率(2)符号传输速率(3)频带利用率2.可靠性指标(1)误码率(2)信号抖动1.有效性指标(1)信息传输速率信道的传输速率是以每秒钟所传输的信息量来衡量的。(2)符号传输速率符号传输速率也叫码元速率。它是指单位时间内所传输码元的数目，其单位为“波特”(Bd)这里的码元可以是多进制的，也可以是二进制的。符号传输速率和信息传输速率是可以换算的。信息传输速率与符号传输速率的关系是Rb=NB

3、log2M式中，Rb为信息传输速率(bit／s)；NB为符号传输速率(码元／秒或波特)；M为码元(或符号)的进制数。(3)频带利用率频带利用率是指单位频带内的传输速率。信系统占用的频带愈宽，传输信息的能力应该愈大。所以，用来衡量数字通信系统传输效率(有效性)的指标应当是单位频带内的传输速率。2可靠性指标衡量数字通信系统可靠性的主要指标是误码率和信号抖动。(1)误码率在传输过程中发生误码的码元个数与传输的总码元数之比。(2)信号抖动在数字通信系统中，信号抖动是指数字信号码元相对于标准位置的随机偏移。2.3语声信号数字化编码2.3.

4、1语声信号编码的基本概念及分类2.3.2脉冲编码调制2.3.3差值脉冲编码调制2.3.4时分多路复用2.3.1语声信号编码的基本概念及分类一、语声信号编码的概念二、语声信号编码的分类一、语声信号编码的概念一个简单的语声信号的脉冲编码调制(PCM)的编码、解码过程说明语声信号编码的概念，其示意图如下图所示。图中的A／D变换包含三个部分：抽样、量化和编码。(1)抽样：是指将模拟信号在时间上离散化的过程(2)量化：是指将模拟信号在幅度上离散化的过程。(3)编码：编码是指将每个量化后的样值用一定的二进制代码来表示。二、语声信号编

5、码的分类(1)波形编码(2)参量编码(3)混合编码2.3.2脉冲编码调制一、概述脉冲编码调制系统中的信号变换和处理过程如图所示。二、抽样模拟信号数字化的第一步是在时间上对信号进行离散化处理，即将时间上连续的信号处理成时间上离散的信号，这一过程称之为抽样。1抽样定义及实现抽样的电路模型2抽样定理3与抽样有关的误差1抽样定义及实现抽样的电路模型连续信号在时间上离散化的抽样过程如图所示。具体地说，就是某一时间连续信号f(t)，仅取f(t0)、f(t1)、f(t2)…等各离散点数值，就变成了时间离散信号。这个取时间连续信号离散点数值的

6、过程就叫做抽样。2抽样定理设时间连续信号f(t)，其最高截止频率为fM。如果用时间间隔为Ts≤1/2fM的开关信号对f(t)进行抽样，则f(t)就可被样值信号fs(t)=f(nTs)来惟一地表示。或者说，要从样值序列无失真地恢复原时间连续信号，其抽样频率应选为fs≥2fM。这就是著名的奈奎斯特抽样定理、简称抽样定理。语声信号的最高频率限制在3400Hz，这时满足抽样定理的最低抽样频率应为fsmm=6800Hz,为了留有一定的防卫带，原CCITT规定语音信号的抽样频率为fs=8000Hz，这样，就留出了8000–6800=1200Hz作为滤

7、波器的防卫带。3与抽样有关的误差·对语声信号带宽的限制是充分的；·实行抽样的开关函数是单位冲激脉冲序列，即理想抽样；·通过理想低通滤波器恢复原语声信号。(1)抽样的折叠噪声如果前置低通滤波器性能不良，或抽样频率不能满足fs≥2fM的条件，都会产生折叠噪声。(2)抽样展宽的孔径效应失真。三、量化1量化定义及描述2均匀量化及量化噪声计算3非均匀量化及压缩扩张技术1量化定义及描述量化是把信号在幅度域上连续取值变换为幅度域上离散取值的过程。具体的定义是，将幅度域连续取值的信号在幅度域上划分为若干个分层，在每一个分层范围内的信

8、号值用“四舍五入”的办法取某一个固定的值来表示。这一近似过程一定会产生误差。量化误差就是指量化前后信号之差，通常用功率来表示，称之为量化噪声。返回2均匀量化及量化噪声计算量化