第三章-模拟信号的数字化传输.ppt

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1、第3章模拟信号的数字化传输3.1A/D原理、PCM系统3.2抽样定理、PAM信号3.3量化理论3.4编码理论3.5M系统3.6语音压缩编码技术简介3.7时分复用和多路电话系统3.8数字复接技术3.1A/D原理、PCM系统A/D方法3.1A/D原理、PCM系统2.PCM系统组成信源噪声信宿抽样低通重建码型反变换解调再生信道码型变换量化编码3.2抽样定理、PAM信号抽样定理一个频带限制在赫以内的时间连续函数如果以≤的等间隔时间抽样，则所得的样值可以完全地确定原信号。2.理论分析（3.1）其中（3.2）是抽样后得到的抽样函数，它实际

2、上就是均匀间隔时间为，强度在相应瞬时上取值的冲激序列。3.2抽样定理、PAM信号假设、和的频谱分别是、和，按频域卷积定理得：=（3.3）因为,所以==（3.4）或,（3.5）显然，是中心频主间隔为的无穷多个原始信号频谱的迭加。3.2抽样定理、PAM信号3.还原（恢复）…理想低通LPF3.2抽样定理、PAM信号4.实际信号的抽样2）抽样前加一带通滤波器5.带通型抽样定理3.3量化理论量化定义：幅值上的离散化模型：分类：量化器3.3量化理论1.均匀量化（1）量化特性曲线（2）误差特性曲线量化误差：3.3量化理论（3）计算信噪比量化

3、器输出的信号功率为量化噪声功率则量化的信号噪声功率比为缺点：编码位数太大，编码器复杂N=3.3量化理论2.非均匀量化（1）目的：改善小信号信噪比（2）非均匀量化信噪比：SNR非均匀（dB）=SNR均匀（dB）+QdB其中QdB=20lg，表示信噪比改善程度。（3）实现方法：a)b)3.4编码理论1.概述：1）编码分类：线性、非线性2）常用码型：自然二进制码、反射二进码和折叠二进码2.编码原理1）极性码：2）段落码：3.4编码理论3）段内码其中为第i段起始电平，这样，任给一样值脉冲，就可根据编码规则编出PCM8位码3.4编码理论

4、3.编码器和译码器1）逐次比较型编码器2）译码（1）判断极性：则样值为正，则样值为负。（2）计算译码值：先根据码元判断在哪一段，找出起始电平，再求译码值为整流器恒流源7/11变换电路记忆电路保持电路比较器3.4编码理论4.PCM系统的抗噪声性能PCM系统接收端低通滤波器输出为：为输出信号，为由量化噪声引起的输出噪声，为由信道加性噪声引起的输出噪声。PCM系统的抗噪声性能用系统输出端总的信噪比和误码率来衡量，即：仅考虑量化噪声时只考虑信道加性噪声时同时考虑量化噪声和信道加性噪声时式中，是编码位数。3.5M系统1.基本原理：将模拟

5、信号变换成仅由一位二进制码组成的数字信号序列，来表示相邻抽样值的相对大小，通过相邻抽样值的相对变化反映模拟信号的变化规律。在接收端只需要用一个线性网络可恢复出原模拟信号。编码器的工作过程：将模拟信号与本地译码器输出的斜变波形进行相减，然后对结果进行判决。判决规则为：相减器判决器本地译码器脉冲源3.5M系统2.简单M系统1）过载失真为了保证不发生过载失真现象，译码器的跟踪斜率应：2）量化信噪比假设信道加性噪声很小，不造成误码，且不发生过载现象，只考虑量化噪声影响。设输入信号，在临界振幅条件下，系统将有最大信噪比：3）和PCM的性

6、能比较和PCM的性能比较是在相同的信道带宽条件下进行的，即信道传输速率相同，M而系统，PCM系统中，得出：编码位数，PCM系统性能比M系统性能差；若，则随的增大，PCM相对于M来说，其性能越来越好。3.6语音压缩编码技术简介1.概述语音编码基本上分为两类，一类为波形编码如PCM、ADPCM、SBC、VQ等，一类为参量编码(声码器)。其中参量编码是直接提取语音信号的一些特征参量，并对其编码。其基本原理是由语音产生的条件，建立语音信号产生的模型，然后提取语音信息中的主要参量，经编码发送到接收端。接收端经解码恢复成与发端相应的参量，

7、再根据语音产生的物理模型合成输出相应语音，即采取的是语音分析与合成的方法。其特点是可以大大压缩数码率，因而获得了广泛的应用。当然其语音质量与波形编码相比要差一点。2.子带编码3.矢量量化编码4.参量编码和声码器1）线性预测编码（LPC）2）具有长期预测的规则码激励（RPE－LTP）的LPC编解码器3）矢量和激励线性预测编码（VSELP）3.7时分复用和多路电话系统1.复用概念：利用不同时隙在同一信道上同时传输各路不同信号，且互不干扰，这就是时分复用。时分复用是建立在抽样定理基础上。2.PAM复用原理3.PCM30/32路终端设

8、备1)帧结构:时隙分配为30个话路时隙。为帧同步码，监视码时隙为信令（振铃、占线、摘机等各种标志信号）时隙。2)基本特征:话路数目：30。抽样频率：8kHz。压扩特性：A＝87.6/13折线压扩律，编码位数k=8,采用逐次比较型编码器，其输出为折叠二进制码。每帧时隙数：32。