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1、第七章模拟信号的数字传输7.1引言7.2抽样定理7.3脉冲振幅调制7.4模拟信号的量化7.5脉冲编码调制7.6增量调制17.1引言模拟信号的数字传输,从通信中的调制概念来看,可以认为是模拟信号调制脉冲序列,载波是脉冲序列PAMPulseAmplitudeModulationPDMPulseDurationModulationPPMPulsePositionModulationPCMPulseCodeModulation27.2抽样定理一个频带限制在（0，fH）内，时间连续信号m（t），如果以不大于1/2fH秒的间隔对它进行等间隔抽样，则m（t）将被所得到的抽样值完全确定。带通抽样定理信号频谱范
2、围fLfH抽样频率fS应满足fS=2B（1+k/n）B=fHfLnfH/B的最大整数k=fH/Bn0k13fS =2B（1+k/n）fL 0B fH B2B n=1fL B2B fH 2B3B n=2带通信号的抽样频率在2B至4B间变动 4例若fH=3B按低通抽样定理,则要求fS6B若fS=2B,怎样?带通抽样定理在频域上的理解以 fs=2B抽样,抽样后,各段频谱之间不会发生混叠,采用带通滤波器,仍可无失真地恢复原始信号5若fH =nB+kB 0k1时,是压缩后量化级精度提高的倍数,也就是非均匀量化对均匀的信噪比改善程度当=100小信号x0QdB=26.7dB大信号x=1QdB=-13.3dB
3、1810203040-10-20-30-40-50x(dB)S/N(dB)采用压扩提高了小信号的信噪比,从而相当于扩大了输入信号的动态范围有无压扩的比较曲线192A压缩律207.5脉冲编码调制常用的二进制码有自然二进码和折叠二进码两种样值脉冲极性自然二进码折叠二进码量化级1111111115正1110111014100010008011100007负01100001600000111021从话音信号的可懂度来说,34位非线性编码即可,78位通信质量比较好.码位的安排:在逐次比较型编码中极性码段落码段内码C1C2C3C4C5C6C7C8非均匀量化168=128个量化级相当于均匀量化的11位161
4、+1+2+4+8+16+32+64=204822P209图7-21三个权值电流与样值进行三次比较,可以确定段落码C2C3C423为了进一步决定段内码,必须了解段落的起始电平和非均匀量化的量化台阶大段号12345678量化单位数11248163264起始电平0163264128256512102424例：设输入信号抽样值为+1270个量化单位，采用逐次比较型编码将它按照13折线A律特性编码8位码。确定极性码C1抽样值为正，C1=1确定段落码C2C3C4IsIW1=128C2=1IsIW2=512C3=1IsIW3=1024C4=1确定段内码IW4=1024+8=1536ISC5=025IW5=1
5、024+4=1280ISC6=0IW6=1024+2=1152ISC7=1IW7=1152+=1216ISC8=1量化误差1270-1216=54个量化单位7位非线性码为1110011对应11位线性码为1216个量化单位对应的二进制码1001100000026思考一模拟信号被抽样,量化编码为PCM信号,量化电平级数为128,且另加1bit作为码字的同步码.该PCM信号在滚降系数=1,带宽B=24KHz的信道中传输.试求:通过信道码元传输速率.模拟信号的最高频率是多少?解1.2.27PCM系统的抗噪声抽样量化编码信道译码低通干扰输出信号量化噪声加性噪声28系统输出端总信噪比定义为29接收端大信噪
6、比即接收端小信噪比即307.6增量调制（M或DM）原理M可视为PCM的特例，它只用一位编码，表示抽样时刻波形的变化趋向M获得应用的主要原因1.在比特率较低时，M量化信噪比高于PCM2.M的抗误码性能好3.M的编译码器比PCM简单31相减器判决器+检测器积分器低通本地译码器脉冲源给定抽样时刻反之32本地译码器信号应十分接近于前一时刻的抽样值这一位码反映了相邻二抽样值的近似差值，即增量。33当信号频率过高，或者说信号斜率陡变时，会出现本地译码器信号跟不上信号变化的现象，称为“过载”在给定量化间隔（也称量阶）的情况下，能跟踪最大斜率为34M系统中的量化噪声在不过载的情况下，M的量化噪声为在（-，+）
7、上均匀分布假定量化噪声功率谱在（0，fs）频带内均匀分布35在收端经低通（截止频率为fm）输出的量化噪声为设输入信号为了不发生过载临界的过载振幅36在临界条件下，系统将有最大的信号功率输出用dB表示9dB/倍频程-6dB/倍频程37PCM和M的性能比较无误码（或误码率极低）PCMM38相同的信道带宽（相同的信道传输速率）fb对于MfS=fb对于PCMfb=2Nfm取fK=1000Hzfm=3000HzMMPCMN439例：设调制信号f（t）限带为5KHz，拟用图a所示周期为的三角形序列g（t）与之相乘，然后通过图b所示的中心频率为的理想带通滤波器，得到输出波形为：试根据本题条件确定常数A的值。40H（f）1g(t)1图a图b-10-0.250.2510t(s)10KHz-f0f0f41解：=0.25sT=10s=2/T=2105单个三角形脉冲42当n=1时,可通过理想带通滤波器=043
