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1、数字立体声广数字立体声广播情况播情况1全国职教师资培训全国职教师资培训一、世界各国立体声伴音广播情况：世界各国立体声伴音广播情况：美国：导频制（模拟）美国：导频制（模拟）日本：日本：FMFM制（模拟）制（模拟）西德：双载波制（模拟）西德：双载波制（模拟）英国：英国：NICAM728 （数字）数字）中国：中国：1988年国标年国标GB930888规定用双载波制，规定用双载波制，主伴音载波仍用主伴音载波仍用6.5MHz，副伴音载波用副伴音载波用6.742MHz。识别信号为识别信号为54.6875KHz。单声道广播时，对导频单声道广播时，对导频不调制；立体声广播时，用不调制；立体声广播时，用117.
2、5Hz对导频进行对导频进行50 调幅；双伴音广播时，用调幅；双伴音广播时，用274.1Hz对导频进行对导频进行50 调幅。调幅。2全国职教师资培训全国职教师资培训二、数字立体声广播情况二、数字立体声广播情况1986年，英国广播公司（年，英国广播公司（BBC）公布了一公布了一项数字声广播技术，后由欧洲广播联盟项数字声广播技术，后由欧洲广播联盟（EBU）建议作为地面电视广播的一种数建议作为地面电视广播的一种数字立体声伴音制式。先后在英国、法国、字立体声伴音制式。先后在英国、法国、新加坡、西班牙进行广播。新加坡、西班牙进行广播。1997年年12月，我国颁布月，我国颁布PALD电视广电视广播附加双声道
3、数字声技术规范，并于播附加双声道数字声技术规范，并于1998年年5月月1日正式实施，同时，北京电视日正式实施，同时，北京电视一台也开始了数字立体声广播。一台也开始了数字立体声广播。3全国职教师资培训全国职教师资培训三、丽音信号的传输方式三、丽音信号的传输方式丽音（丽音（NICAM）采用的是一种数字信号传输方式。采用的是一种数字信号传输方式。它首先将两路模拟伴音信号进行它首先将两路模拟伴音信号进行AD变换，变为变换，变为两路数字信号，然后再按规定的要求进行编码和两路数字信号，然后再按规定的要求进行编码和处理。处理。这些处理包括：这些处理包括：“数据压缩数据压缩”、“奇偶校验保护奇偶校验保护”、“
4、比特交织比特交织”、“加入控制信号加入控制信号”、“加扰加扰”、“加同步信息加同步信息”等。等。两路模拟信号经过以上处理后，变成码率为两路模拟信号经过以上处理后，变成码率为728Kbit/s的的NICAM数据流，再经过规定的频谱成数据流，再经过规定的频谱成形滤波器后，对所选定的载波进行形滤波器后，对所选定的载波进行“差分编码正差分编码正交移相键控调制交移相键控调制”（DQPSK），），最后，随电视广最后，随电视广播信号一起传送出去。播信号一起传送出去。4全国职教师资培训全国职教师资培训四、几种制式丽音的差异100余弦滚降带宽为余弦滚降带宽为728KHz364KHz40 余弦滚降带宽为余弦滚降带
5、宽为510KHz255KHz 在不同的电视制式中，虽然在不同的电视制式中，虽然NICAM信号的结构和信号的结构和处理方法都是相同的，但在传输中仍有一些参数处理方法都是相同的，但在传输中仍有一些参数不一样。不一样。 制 式数字载频（MHz）FM伴音载频（MHz） 带 宽 使 用 地 区NICAM I6.5526.0100余弦滚降英国、香港NICAM BG5.855.540余弦滚降新加坡、西班牙NICAM D5.856.540余弦滚降中国NICAM L5.856.540余弦滚降法国5全国职教师资培训全国职教师资培训五、几种制式丽音的频谱结构五、几种制式丽音的频谱结构（1）I 制制NICAM频谱图频
6、谱图图像载频fv6.0MHzfsc04.431212356786.552MHz伴音载频邻频道 图像载频数字伴音载频6全国职教师资培训全国职教师资培训（2）B 制制NICAM频谱图频谱图图像载频fv5.5MHzfsc04.431212356785.852MHz伴音载频邻频道 图像载频数字伴音载频7全国职教师资培训全国职教师资培训（3）PALD丽音的频谱结构丽音的频谱结构数字声副载频位于视频频带之内，对邻近数字声副载频位于视频频带之内，对邻近频道不产生干扰。同时，在使用单频道天频道不产生干扰。同时，在使用单频道天线放大器或单频道带通滤波器时，不致使线放大器或单频道带通滤波器时，不致使NICAM频谱
7、发生畸变从而避免产生误码。频谱发生畸变从而避免产生误码。功率电平0dB-10dB-16dB-25dBfvfscfm04.435.856.588全国职教师资培训全国职教师资培训六、丽音广播信号的四种组合方式六、丽音广播信号的四种组合方式（1）传送一套立体声节目。这时，（）传送一套立体声节目。这时，（L+R）由原由原FM伴音传送。伴音传送。（2）传送双声道节目。此时）传送双声道节目。此时NICAM可传送两路相可传送两路相干或不相干的附加声音，加上原有的干或不相干的附加声音，加上原有的FM声音，用声音，用户可选择其中的一路。户可选择其中的一路。（3）传送一路声音、一路数据。此时，）传送一路声音、一路
8、数据。此时，NI CAM与与FM一道可传送两路声音供用户选择。一道可传送两路声音供用户选择。（4）全部传送数据。此时，）全部传送数据。此时，NICAM的两个声道皆的两个声道皆不传送声音，而以不传送声音，而以704KbitS的速率传送数据。的速率传送数据。9全国职教师资培训全国职教师资培训NICAM的工作方式，由电视台设定，通的工作方式，由电视台设定，通过数据流中的控制字由用户的电视机进过数据流中的控制字由用户的电视机进行自动识别，显示目前行自动识别，显示目前NICAM的工作方的工作方式，以提示用户选择。式，以提示用户选择。10全国职教师资培训全国职教师资培训七、七、NICAMNICAM数字声信
9、号的形成数字声信号的形成音源L(A)R(B)预加重15KHz低通15KHz低通ADNICAM 压缩编码、奇偶位位交织预加重AD同步字控制位附加位加扰码DQPSK调制带通滤波发射原调频伴音11全国职教师资培训全国职教师资培训工作原理详解：工作原理详解：1 1）、预加重）、预加重在对音频信号处理之前，首先要通过预在对音频信号处理之前，首先要通过预加重和低通滤波。加重和低通滤波。所谓所谓“预加重预加重”，就是对信号中的高频，就是对信号中的高频部分进行提升。提升的目的是提高信号部分进行提升。提升的目的是提高信号的抗干扰能力。的抗干扰能力。因为音频信号的能量分布是低频端强，因为音频信号的能量分布是低频端
10、强，高频端弱，而在传输过程中又是高频端高频端弱，而在传输过程中又是高频端容易受到干扰。容易受到干扰。12全国职教师资培训全国职教师资培训预加重特性：预加重特性：2 2）、低通滤波）、低通滤波任何信号在进行数字化处理之前，都要进行频任何信号在进行数字化处理之前，都要进行频带限制，以防止产生频谱混叠。带限制，以防止产生频谱混叠。在在NICAM广播中，将音频信号的上限频率选广播中，将音频信号的上限频率选为为15KHz，因此，要设置一个因此，要设置一个15KHz低通滤波低通滤波器，以滤除器，以滤除15KHz以上的以上的“噪声噪声”。05101520插入损耗537102357 103357 10413全
11、国职教师资培训全国职教师资培训3 3）、）、A AD D变换变换根据根据“尼奎斯特取样定律尼奎斯特取样定律”，取样频率必须大于两，取样频率必须大于两倍模拟信号的上限频率，音频信号的上限频率已选倍模拟信号的上限频率，音频信号的上限频率已选为为15KHz，因此，在因此，在NICAM中，将取样频率选为中，将取样频率选为32KHz。在将模拟信号转换为数字信号时，必须对取样信号在将模拟信号转换为数字信号时，必须对取样信号进行进行“量化量化”，NICAM728规定，每一个取样值规定，每一个取样值按按14bit进行量化，并用二进制补码表示量化后的信进行量化，并用二进制补码表示量化后的信号。号。NICAM中还
12、规定，在中还规定，在14bit原始码中，用最高位表原始码中，用最高位表示音频信号的极性。示音频信号的极性。“0”表示音频信号为正，表示音频信号为正，“1”表示音频信号为负。表示音频信号为负。14全国职教师资培训全国职教师资培训4 4）、）、141410101414比特压缩扩展比特压缩扩展a)、为什么要进行为什么要进行1410bit压缩？压缩？根据人耳的生理特点，人们在听音乐或语言时，不根据人耳的生理特点，人们在听音乐或语言时，不可能连续的听下去，总是存在一个时间间隔，此间可能连续的听下去，总是存在一个时间间隔，此间隔大约为隔大约为1ms，因此因此NICAM728规定，将连续取规定，将连续取样的
13、信号每一毫秒分为一段，并称为样的信号每一毫秒分为一段，并称为“一帧一帧”。一帧内包含一帧内包含LR通道的两个数据块，每一个数据块通道的两个数据块，每一个数据块中有中有32个取样值，因此，一帧内的比特数为个取样值，因此，一帧内的比特数为14322896bit，再加上帧同步字再加上帧同步字8bit，控制字控制字5bit，附加数据附加数据11bit，共计共计920bit。换算成以秒为单换算成以秒为单位，即：位，即：920KbitS(接近接近1Mbit/S)，如果不进行压如果不进行压缩，经调制后插入电视频带内，就会对原调频伴音缩，经调制后插入电视频带内，就会对原调频伴音造成干扰，同时，还会对邻频道图像
14、造成干扰，同时，还会对邻频道图像(外插外插)或本频或本频道色度道色度(内插内插)产生干扰。产生干扰。15全国职教师资培训全国职教师资培训b）、）、压缩方法：压缩方法：将每个数据块的信号样值幅度以将每个数据块的信号样值幅度以1/2的幂次分的幂次分为为8个段落，并用个段落，并用3bit段落码来表示音频信号段落码来表示音频信号幅度所处的段落，并根据每个数据块内幅度幅度所处的段落，并根据每个数据块内幅度最大的取样值所处的段落确定最大的取样值所处的段落确定5种编码范围。种编码范围。11214181160-11214相对幅度段落码编码范围1 或 - -11111 或 - -1/211021/81/4或 -
15、1/8 -1/410131/161/8或-1/16-1/80114-1/161/16100,010,001,000516全国职教师资培训全国职教师资培训如果编码范围为如果编码范围为1，表示一个数据块在，表示一个数据块在1ms时间内有最大幅度信号存在，经时间内有最大幅度信号存在，经1410bit压缩后，可以不传送压缩后，可以不传送4位低有效值，人们的位低有效值，人们的听觉分辨不出来，接收端解码时，在最低听觉分辨不出来，接收端解码时，在最低位补上位补上4个个0，就实现了，就实现了1014bit扩展。扩展。如果编码范围为如果编码范围为5，相对幅度在，相对幅度在-1/161/16之间，其最高位是之间，
16、其最高位是0表示正极性，表示正极性，1表示负表示负极性，这时，可以丢掉极性，这时，可以丢掉4个次高位而保留最个次高位而保留最高位，就把高位，就把14bit信号压缩成信号压缩成10bit了。了。17全国职教师资培训全国职教师资培训5 5）、奇偶校验位：）、奇偶校验位：在在2、3、4编码范围，既要丢掉最低有效编码范围，既要丢掉最低有效位，也要丢掉次高有效位。位，也要丢掉次高有效位。这样，经过压扩处理的音频信号分解这样，经过压扩处理的音频信号分解力随幅度减小而增加，在编码范围力随幅度减小而增加，在编码范围1内为内为10bit，编码范围编码范围2内为内为11bit ，编码范围编码范围3内为内为12bi
17、t，编码范围编码范围4内为内为13bit，编码范编码范围围5内为内为14bit。3bit段落码代表了信号幅度范围，如果在传段落码代表了信号幅度范围，如果在传输过程中段落码出错，会造成整个一帧出错，输过程中段落码出错，会造成整个一帧出错，因此，对段落码实施保护尤为重要。因此，对段落码实施保护尤为重要。18全国职教师资培训全国职教师资培训在在NICAM728中，中，3bit段落码不占用专门段落码不占用专门的比特位，而通过奇偶校验位副带传送。的比特位，而通过奇偶校验位副带传送。一帧内有两个取样块，每个取样块一帧内有两个取样块，每个取样块32个取样个取样值，共值，共64个取样值，即需要个取样值，即需要
18、64个奇偶校验位，个奇偶校验位，根据规定，一帧内每个数据块有根据规定，一帧内每个数据块有3bit段落码，段落码，两个数据块共两个数据块共6bit，并规定并规定9个奇偶校验位为个奇偶校验位为一组，并副带传送一位段落码，传送一组，并副带传送一位段落码，传送6位段落位段落码共需码共需54个奇偶校验位个奇偶校验位(69 = 54)，余下的余下的10bit奇偶校验位不传送段落码。奇偶校验位不传送段落码。19全国职教师资培训全国职教师资培训关于奇偶校验：关于奇偶校验：在在1410bit压缩后的数据最高位后面增压缩后的数据最高位后面增加一位加一位“奇偶校验位奇偶校验位”，它可以保护最，它可以保护最高高6个有
19、效位不出错。校验位的值由高个有效位不出错。校验位的值由高6位的值和校验法则决定。位的值和校验法则决定。假设要传输三个四比特信号分别为假设要传输三个四比特信号分别为0110、1101、1010。可将这三个信号排列成一个。可将这三个信号排列成一个3X4的矩阵：的矩阵：01101101101020全国职教师资培训全国职教师资培训加奇偶校验位的方法是在每一行和每一列加奇偶校验位的方法是在每一行和每一列的后面增加一位冗余数据，通过计算每一的后面增加一位冗余数据，通过计算每一行或每一列中行或每一列中“1”的个数来确定校验位的个数来确定校验位的值，当的值，当“1”的个数为偶数时，奇偶校的个数为偶数时，奇偶校
20、验位设为验位设为“0”，当，当“1”的个数为奇数时，的个数为奇数时，奇偶校验为设为奇偶校验为设为“1”，最后一个奇偶校，最后一个奇偶校验位的值则由三组数据中验位的值则由三组数据中“1”的总数确的总数确定。据此，上面传输的三个四比特数便成定。据此，上面传输的三个四比特数便成为：为：0110011011101000001121全国职教师资培训全国职教师资培训纠错方法：纠错方法：01100110111010000011原编码信号01100100111010000011出错数据01100100101010001010解码纠错01100110111010000011重新计算22全国职教师资培训全国职教师
21、资培训6 6）、）、压缩后的压缩后的NICAMNICAM数据结构：数据结构：FAWCADA1B1A2B2A3A30A31A32B30B31B32232(10+1)704bit（数据块数每一数据块取样数(每一样点压缩后的数据奇偶位）728bit1ms（或一帧）00001111C0C1C2C3C4帧同步字8位控制字5位附加数据11位D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 P每一个取样值最低位最高位奇偶位23全国职教师资培训全国职教师资培训各部分的作用：各部分的作用：（1）帧同步字）帧同步字FAW为为8位位，并固定
22、为并固定为“01001110”。帧同步字用于接收端一帧信。帧同步字用于接收端一帧信号的同步和识别一帧信号的开始。号的同步和识别一帧信号的开始。（2）控制字）控制字C有有5位，位，C0是帧标记位，前是帧标记位，前8帧帧C0置置1，后，后8帧帧C0置置0，16帧构成一个循环，帧构成一个循环，并规定在一个循环内传送的信号类型并规定在一个循环内传送的信号类型(即即4种种不同的组合方式不同的组合方式)必须相同。信号类型由控必须相同。信号类型由控制字制字C1、C2、C3三位来表示。控制字第三位来表示。控制字第5位位C4代表某一频道代表某一频道NICAM信号与模拟调频信号与模拟调频伴音信号所载信息之间的关系
23、。伴音信号所载信息之间的关系。（3）附加数据）附加数据AD共有共有11位，目前还没有规位，目前还没有规定它的用途。定它的用途。24全国职教师资培训全国职教师资培训（4）在一帧结构中，真正用于传送音频信号）在一帧结构中，真正用于传送音频信号数据是从第数据是从第25位开始，到位开始，到728位，共位，共704位。位。在播送立体声节目时，是将左右两个数据块在播送立体声节目时，是将左右两个数据块的数据交替传送的，即的数据交替传送的，即A1、B1、A2、B2 A32、B32。在播送非立体声或数据在播送非立体声或数据时，是以数据块交替传送的，即时，是以数据块交替传送的，即A1、A2 A32、B1、B2B3
24、2。（5）每一个数据块包含）每一个数据块包含32个取样值，每一个个取样值，每一个取样值中前取样值中前10位为位为1410bit压缩后的音频数压缩后的音频数据，最后一位为奇偶校验位，采用奇偶校验据，最后一位为奇偶校验位，采用奇偶校验位可以有效的保护段落码。除非在位可以有效的保护段落码。除非在9个一组中个一组中有有5个以上的取样值同时出错才会使副带传送个以上的取样值同时出错才会使副带传送的一位段落出错，这种情况一般不会出现。的一位段落出错，这种情况一般不会出现。25全国职教师资培训全国职教师资培训7）、位交织处理）、位交织处理位交织处理就是把原来的码序打乱，按照位交织处理就是把原来的码序打乱，按照
25、规定的码序重新排列。规定的码序重新排列。NICAM728中规定：帧同步字、控制字、中规定：帧同步字、控制字、附加数据不进行位交织，附加数据不进行位交织，704bit音频数字按音频数字按44列列X16行进行位交织，即用一个行进行位交织，即用一个44X16的的存储器，按列顺序写入，而按行顺序读出，存储器，按列顺序写入，而按行顺序读出，从而实现了从而实现了“位交织位交织”。2569113157 6852670114158 6862771115159 687 68112156200 728写写入入顺顺序序读出顺序读出顺序26全国职教师资培训全国职教师资培训8）、加扰码）、加扰码由于接收端在解调数字信号
26、时需要恢复时钟脉冲，由于接收端在解调数字信号时需要恢复时钟脉冲，而串行传输时不能象并行传输那样使用单独的数而串行传输时不能象并行传输那样使用单独的数据线来传输时钟信号，时钟的恢复只能利用信号据线来传输时钟信号，时钟的恢复只能利用信号本身的跳变来产生。本身的跳变来产生。在数据流中，免不了有长串的连在数据流中，免不了有长串的连“0”和连和连“1”出现，会导致电平跳变数目减少而缺乏时钟信息。出现，会导致电平跳变数目减少而缺乏时钟信息。常用的解决方案是加常用的解决方案是加“扰码扰码”。加扰码的方法是：在帧同步后面用一个规定的伪加扰码的方法是：在帧同步后面用一个规定的伪随机二进制码随机二进制码(PRBS
27、)分别与控制字、附加数据和分别与控制字、附加数据和音频信号数据逐位进行音频信号数据逐位进行“模二加模二加”。经过扰码后。经过扰码后的数据流中将只有很短的连的数据流中将只有很短的连“0”和连和连“1”，从，从而电平跳变多，时钟信息丰富。而电平跳变多，时钟信息丰富。27全国职教师资培训全国职教师资培训串行原码入实现扰码的生存多项式为：实现扰码的生存多项式为：G1(x)=x9+x4+1 扰码产生电路如下：扰码产生电路如下：接收端在解码时，也在帧同步字之后用与编接收端在解码时，也在帧同步字之后用与编码端相同的伪随机二进制码与传输的数据进码端相同的伪随机二进制码与传输的数据进行行“模二加模二加”，这样，
28、就得到了未加扰码时，这样，就得到了未加扰码时的数据流（即去扰码）。的数据流（即去扰码）。DDDDDDDDD扰码出扰码器图中D为 1 比特延时器。 模二加为： 000 011 101 110PRBS：G1 (X) = X9+X4+128全国职教师资培训全国职教师资培训加扰码也是一种防错保护措施。加扰码还加扰码也是一种防错保护措施。加扰码还有一个好处，就是在无声音期间，不致使有一个好处，就是在无声音期间，不致使能量全部集中在数字载频上，以致对图像能量全部集中在数字载频上，以致对图像和原调频伴音形成干扰。和原调频伴音形成干扰。扰码虽然扰乱了原有数据的本来规律，但扰码虽然扰乱了原有数据的本来规律，但因
29、为是特意扰乱的，在接收端可以用同样因为是特意扰乱的，在接收端可以用同样的的PRBS电路对扰码数据进行电路对扰码数据进行“去扰去扰”,恢恢复出原数据流。复出原数据流。29全国职教师资培训全国职教师资培训脉冲滚降成形滤波器脉冲滚降电路实际上是一个脉冲成形滤波器，用它来改变脉冲滚降电路实际上是一个脉冲成形滤波器，用它来改变脉冲形状，以便适应传输要求。脉冲形状，以便适应传输要求。基带信号基带信号(未经调制的数字信号未经调制的数字信号)是以矩形脉冲来表征二元是以矩形脉冲来表征二元码的。这种矩形脉冲具有无限多的高次谐波分量，如果直码的。这种矩形脉冲具有无限多的高次谐波分量，如果直接传输，则会因为传输通道频
30、带有限而造成信号中的高频接传输，则会因为传输通道频带有限而造成信号中的高频丢失，产生波形失真。丢失，产生波形失真。当一系列脉冲因信道带宽受限而出现波形失真时，其波形当一系列脉冲因信道带宽受限而出现波形失真时，其波形会在时域内扩散，影响到邻旁的数据波形，引起相邻数字会在时域内扩散，影响到邻旁的数据波形，引起相邻数字信号波形之间在时间上的重叠，如果传输系统的性能不理信号波形之间在时间上的重叠，如果传输系统的性能不理想或者通道特性不良而引起判决时出现时钟抖动、截止频想或者通道特性不良而引起判决时出现时钟抖动、截止频率变化或者信号速率变化，都会使数码脉冲再生电路产生率变化或者信号速率变化，都会使数码脉
31、冲再生电路产生误码。误码。30全国职教师资培训全国职教师资培训解决的办法是修正数字信号脉冲的幅度特性形状，使在截止频率点的幅度特性变得圆滑一些，这称为幅度特性的“滚降”。因输入数字脉冲的频谱和脉冲成形滤波器频谱的乘积成余弦，因此又称为余弦滚降滤波。升余弦滚降特性：升余弦滚降特性：图中图中 /c 称为滚降系数，称为滚降系数，c 是无滚降时的截止频率，是无滚降时的截止频率， 是滚降部分的带宽，是滚降部分的带宽，0c，所以所以 01。在在B/G、D、L制式中均规定滚降制式中均规定滚降系数为系数为40%。H()0C2C2C3C200.5131全国职教师资培训全国职教师资培训根据奈奎斯特第一准则，无码间
32、干扰时的基带传输特性应满足以下公式：H()H(+ )1 / T/ T2nT0 / T， / T32全国职教师资培训全国职教师资培训满足上述传输函数的频谱特性如下：H()H()00T2T3TT2T3TTTT2T3TT2T3T0TT33全国职教师资培训全国职教师资培训物理意义：将将（3 / T，/ T）一段曲线与一段曲线与 (/ T， 3 T）一段曲线均平移至一段曲线均平移至（ / T， / T）上，上，与与（ / T， / T）上那段曲线相加，结果，上那段曲线相加，结果，得到在得到在（ / T， / T）频带内幅度为恒值，频带内幅度为恒值，在此频带外幅度为在此频带外幅度为0的总曲线。该曲线对应的
33、总曲线。该曲线对应一个理想的低通滤波器。一个理想的低通滤波器。34全国职教师资培训全国职教师资培训9 9）、）、DQPSKDQPSK调制调制DQPSK调制是一种数字调制方式。数字调制方式调制是一种数字调制方式。数字调制方式也有调幅、调频和调相之分，也有调幅、调频和调相之分，DQPSK是数字调制是数字调制方式中的相位调制方式，在相位调制方式中又有方式中的相位调制方式，在相位调制方式中又有绝对调相和相对调相之分，绝对调相和相对调相之分，DQPSK是一种相对相是一种相对相位调制方式。位调制方式。 DQPSK调制意为调制意为“差分正交相移键控调制差分正交相移键控调制”。其中其中PSK意为移相键控调制，
34、意为移相键控调制，QPSK（或或4PSK）为四相移相键控调制。为四相移相键控调制。QPSK为绝对调相，而为绝对调相，而DQPSK为相对调相。为相对调相。35全国职教师资培训全国职教师资培训A）、）、QPSK调制器电路组成：调制器电路组成：728bitmS 数据流数据流串并串并转换转换ab数数/模模变换变换 载波振荡器载波振荡器 平衡调制平衡调制 相加相加QPSK 输出输出Cost+900 移相移相IQ Sint Cost 平衡调制平衡调制11数数/模模变换变换SintSint36全国职教师资培训全国职教师资培训 B）、）、串并转换串并转换电路电路根据多相调制的要求，串行数据信号首先要进行串根据
35、多相调制的要求，串行数据信号首先要进行串并转换，按并转换，按2n相调制要求，每相调制要求，每n个数据分为一组，个数据分为一组，二相调制时二相调制时n1，此时每一比特为一组，四相调制此时每一比特为一组，四相调制时时n2，此时，每两个比特为一组，八项调制时此时，每两个比特为一组，八项调制时n=3，此时，每三个比特分为一组此时，每三个比特分为一组QPSK调制器为四相移相键控调制，调制器为四相移相键控调制，n=2, 因此，要因此，要将输入的串行二进制数据按每两位数字信号分为一将输入的串行二进制数据按每两位数字信号分为一组。前一码元用组。前一码元用a 表示，后一码元用表示，后一码元用b表示，变为两表示，
36、变为两路速率减半的二进制序列路速率减半的二进制序列a和和b，然后并行输出。这然后并行输出。这种由两个二进制码组成的码元又称为种由两个二进制码组成的码元又称为“双比特码元双比特码元”。37全国职教师资培训全国职教师资培训C）、）、数模变换数模变换数模变换器是要将二进制数数模变换器是要将二进制数“0”和和“1”变换变换为为1和和1，因为，因为“0”对载波进行平衡调制时对载波进行平衡调制时无输出，而无输出，而1和和1对载波进行平衡调幅时输出对载波进行平衡调幅时输出信号反相。信号反相。令令a路比特序列中的路比特序列中的0和和1以以1和和1表示，并用表示，并用函数函数 I(t) 标记，令标记，令b路比特
37、序列中的路比特序列中的0和和1也以也以1和和1表示，并用函数表示，并用函数 Q(t) 标记。数模变换器标记。数模变换器可以使每对双比特码元形成四种数据组合方式，可以使每对双比特码元形成四种数据组合方式，对载波进行调制以后就能得到四种不同的相位。对载波进行调制以后就能得到四种不同的相位。38全国职教师资培训全国职教师资培训D）、）、QPSK信号的形成信号的形成经数模变换后，由经数模变换后，由 I(t) 对载波对载波Sint 进行进行平衡调幅，得到平衡调幅，得到 I(t)SintSint，同样，同样，由由 Q(t) 对载波对载波Cost 进行平衡调幅，得到进行平衡调幅，得到Q(t)CostCost
38、。最后，将最后，将Sint与与Cost信号相加，从而信号相加，从而形成形成QPSK信号。信号。QPSK调制是一种绝对调相方式，它是以调制是一种绝对调相方式，它是以双比特码元的绝对值来确定输出载波的相双比特码元的绝对值来确定输出载波的相位的。位的。39全国职教师资培训全国职教师资培训E）、）、ab码元调制波的四种组合状态：码元调制波的四种组合状态：QPSK的星座图：的星座图：双比特码元载波相位a（I）b（Q）0（1）0（1）4500（1）1（1）31501（1）1（1）22501（1）0（1）1350IQa=0 b=0a=0 b=1a=1 b=0a=1 b=11111双比特码元与双比特码元与载波
39、相位关系载波相位关系：40全国职教师资培训全国职教师资培训F）、）、DQPSK调制器电路组成调制器电路组成728bitmS 数据流数据流串并串并转换转换差差分分编编码码ab数数/模模变换变换 载波载波 振荡器振荡器dc450 移相移相 调相调相 调相调相 相加相加DQPSK 输出输出Sint数数/模模变换变换+450 移相移相IQISin(t450)QSin(t450)41全国职教师资培训全国职教师资培训在在DQPS调制中，用载波的相对相位值表示调制中，用载波的相对相位值表示所传送的信息。每个码元的载波相位不是所传送的信息。每个码元的载波相位不是以未调载波的相位作为基准，而是以相邻以未调载波的
40、相位作为基准，而是以相邻的前一码元载波相位为基准确定其相位，的前一码元载波相位为基准确定其相位，也就是利用前后码元也就是利用前后码元(数字信号数字信号)的载波相的载波相位的相对变化来传送信息位的相对变化来传送信息(差分调相差分调相)。DQPSK与与QPSK相比较，是以前后符号间相比较，是以前后符号间调相波的相位差来反映当前调制符号的数调相波的相位差来反映当前调制符号的数据的。所以在串并转换电路之后要经过据的。所以在串并转换电路之后要经过差分编码处理，然后再进行差分编码处理，然后再进行QPSK调制。调制。42全国职教师资培训全国职教师资培训G）、）、差分编码差分编码差分编码的作用是将输入的双比特
41、绝对码差分编码的作用是将输入的双比特绝对码ab变换成变换成双比特相对码双比特相对码cd，从而由从而由cd码产生的码产生的QPSK信号与由信号与由ab码产生的码产生的DQPSK信号完全相同。信号完全相同。在差分编码前使用的二进制码为非归零码在差分编码前使用的二进制码为非归零码(NRZ)，在在NRZ码中用低电平表示码中用低电平表示“0”，高电平表示，高电平表示“1”，这称为绝对码。再经差分变换成倒相的非归零码这称为绝对码。再经差分变换成倒相的非归零码(NRZI)，在在NRZI 中，用数据周期内电平跳变表示中，用数据周期内电平跳变表示“1”，不跳变表示，不跳变表示“0”，这称为相对码或差分码。，这称
42、为相对码或差分码。经过差分编码以后再对载波进行绝对调相，得到的经过差分编码以后再对载波进行绝对调相，得到的基准相位不是一个固定的载波相位，而是用前面一基准相位不是一个固定的载波相位，而是用前面一个符号（双比特码元）的相位作为基准相位。个符号（双比特码元）的相位作为基准相位。43全国职教师资培训全国职教师资培训NRZ I 码的优点在于，接收端对数据流的码的优点在于，接收端对数据流的极性不敏感，只响应于极性的变换，容易极性不敏感，只响应于极性的变换，容易解码和提取时钟信息。解码和提取时钟信息。差分编码规则用数学公式表示为：差分编码规则用数学公式表示为： bk=ak bk-1式中式中bk是编码后的差
43、分码序列，是编码后的差分码序列，ak是原码是原码序列，序列， 表示模二加，表示模二加，bk与与ak之间的关系是：之间的关系是：当当ak为为1时，时，bk的值与其前一位的值与其前一位bk-1的值相反；的值相反；当当ak为零时，为零时，bk的值与其前一位的值与其前一位bk-1的值相的值相同。同。44全国职教师资培训全国职教师资培训实现差分编码的电路为：实现差分编码的电路为：图中图中D为为1bit延时器。延时器。编码输出可以是编码输出可以是bk序列，也可以是序列，也可以是bk-1序序列，区别在于前者是在列，区别在于前者是在ak=1的前沿发生的前沿发生电平跳变，后者是在电平跳变，后者是在ak=1的后沿
44、发生电的后沿发生电平跳变。平跳变。Dakbkbk-1原码入原码入差分码出差分码出45全国职教师资培训全国职教师资培训DQPSK信号的信号的载波相位变化载波相位变化DQPSK信号的信号的星座图星座图双比特码元载波相位变化ab000010900111800012700a=0 b=0a=1 b=0a=1 b=1a=0 b=146全国职教师资培训全国职教师资培训八、丽音解码电路八、丽音解码电路SIF2 NICAM 带通滤波模拟伴音陷 波QPSK解调 载波 VCXO(18.432MHz)NICAM解码器DA转换 L OUT R OUT 高频 调谐器图像中放与解调 VIF 滤波器 SIF1 滤波器伴音中放
45、与变频CVBS模拟伴音带通滤波FM鉴频单声道伴音输出47全国职教师资培训全国职教师资培训1 1）、电路组成：）、电路组成：在有丽音接收功能的彩电中，在有丽音接收功能的彩电中，SIF既有丽既有丽音中频，又有原调频伴音中频，因此，要音中频，又有原调频伴音中频，因此，要求求SIF带宽较宽，一般都采用带宽较宽，一般都采用“伴音准分伴音准分离离”电路来分离电路来分离SIF。通过通过FM中频滤波和中频滤波和NICAM中频滤波将调中频滤波将调频广播与丽音广播分开。为了避免调频广频广播与丽音广播分开。为了避免调频广播对丽音的干扰，在对丽信号解调前，还播对丽音的干扰，在对丽信号解调前，还要对要对FM中频进行陷波
46、。中频进行陷波。48全国职教师资培训全国职教师资培训SIF2经经NICAM滤波、模拟滤波、模拟SIF滤波以后，滤波以后，送入送入DQPSK解调器，将解调器，将DQPSK信号与信号与5.85MHz载波进行正交解调，取出载波进行正交解调，取出 I 信号信号和和 Q 信号，经数模转换以后送入差分逻信号，经数模转换以后送入差分逻辑电路，再由并行数据变为串行数字信号辑电路，再由并行数据变为串行数字信号送入送入NICAM解码器。解码器。在在NICAM解码器中，对解码器中，对NICAM数据流进数据流进行行“去扰码去扰码”、“去交织去交织”、“检错检错”、“1014bit扩展扩展”、数字低通滤波、数、数字低通
47、滤波、数字去加重，还原字去加重，还原LR数字信号。最后经数字信号。最后经D/A变换输出。变换输出。49全国职教师资培训全国职教师资培训2）、DQPSK信号的解调A）、）、电路组成：电路组成：DQPSK输入输入乘法器乘法器-/4移相移相+/4移相移相乘法器乘法器参考载参考载波恢复波恢复低通低通低通低通判决判决判决判决位定时位定时恢复恢复位定时位定时恢复恢复数数/模模变换变换数数/模模变换变换差分差分译码译码并并/串变串变换换数据数据输出输出cd110，10，1cdabuu50全国职教师资培训全国职教师资培训DQPSK调制也是一种抑制载波的调制方式，调制也是一种抑制载波的调制方式，因此，接收端在解
48、调时必须恢复载波。因此，接收端在解调时必须恢复载波。若不考虑传输信道引起的失真和噪声的影响，若不考虑传输信道引起的失真和噪声的影响，则解调器输入的则解调器输入的DQPSK信号在一个码元内可信号在一个码元内可以表示为：以表示为：s(t)g(t)Sin(t+k)式中式中 k 表示载波相位表示载波相位上支路乘法器输出为：上支路乘法器输出为：S(t)Sin(t-/4)=g(t)Sin(t+k) Sin(t-/4) =1/2g(t)Cos(k+ /4)Cos(2t+ k/4)经低通滤波器后输出为：经低通滤波器后输出为：u=1/2g(t)Cos(k + /4)B）、）、解调原理解调原理51全国职教师资培训
49、全国职教师资培训同理，下支路乘法器输出为：同理，下支路乘法器输出为：S(t)Sin(t/4)=g(t)Sin(t+k)Sin(t/4) =1/2g(t)Cos(k/4)Cos(2t+ k/4)经低通滤波器后输出为：经低通滤波器后输出为：u”=1/2g(t)Cos(k/4)通过位定时脉冲在取样时刻的电平判别，上、通过位定时脉冲在取样时刻的电平判别，上、下支路的判决电平分别为：下支路的判决电平分别为：c Cos(k+/4)d Cos(k-/4)52全国职教师资培训全国职教师资培训当载波相位当载波相位k为为00、900、1800和和2700时，时，可分别得出判决器的数据输出值如下：可分别得出判决器的
50、数据输出值如下：数模转换、差分译码、并串转换电数模转换、差分译码、并串转换电路的作用与路的作用与DQPSK调制过程正好相反。调制过程正好相反。载波相位k上c值下d值输出c输出d0011009001110180011112700110153全国职教师资培训全国职教师资培训3 3）NICAMNICAM解码：解码：A）、）、去扰码去扰码去扰码的方法与加扰码的方法一样，用一个去扰码的方法与加扰码的方法一样，用一个按预先定义的规律生成的按预先定义的规律生成的“伪随机二进制码伪随机二进制码”与解调后的与解调后的NICAM传输码进行模二加运算，传输码进行模二加运算，就得到了加扰码以前的数据流。就得到了加扰码
51、以前的数据流。B）、）、去交织去交织发送端将每一帧的发送端将每一帧的704bit音频数据流按音频数据流按44X 16矩阵进行矩阵进行“位交织位交织”处理，按列写入，又处理，按列写入，又按行读出，接收端也用一个按行读出，接收端也用一个44X16矩阵的存矩阵的存储器，按行写入，又按列读出，就实现了去储器，按行写入，又按列读出，就实现了去交织，恢复了音频数据流原来的排列顺序。交织，恢复了音频数据流原来的排列顺序。54全国职教师资培训全国职教师资培训C）、）、纠错纠错为了减少误码，为了减少误码，NICAM数字信号在编码时在每数字信号在编码时在每一取样值的最高位后面加进了奇偶校验位。解码一取样值的最高位
52、后面加进了奇偶校验位。解码时则根据发收端约定的方法进行纠错处理，把时则根据发收端约定的方法进行纠错处理，把每帧传输数据中的错误数据纠正过来。每帧传输数据中的错误数据纠正过来。D）、）、1014bit扩展扩展编码时将每个取样值由编码时将每个取样值由14bit压缩成压缩成10bit，解码解码时，则根据每一帧的段落码不同，在不同位置加时，则根据每一帧的段落码不同，在不同位置加上四个上四个0，实现了，实现了1014bit扩展。同时，还将每扩展。同时，还将每一帧的两个数据块折散，成为两路并行数据流输一帧的两个数据块折散，成为两路并行数据流输出。出。55全国职教师资培训全国职教师资培训E）、）、DA转换转
53、换经过经过1014bit扩展后的数据流是每一取样点离散扩展后的数据流是每一取样点离散的数字信号，还要经过的数字信号，还要经过DA变换，变成变换，变成LR两两路连续的模拟音频信号。路连续的模拟音频信号。F）、）、低通滤波低通滤波为了防止频谱混叠，为了防止频谱混叠，NICAM将音频信号的频谱将音频信号的频谱限制在限制在15KHz以内，因此，接收端也要用以内，因此，接收端也要用15KHz滤波器，滤除滤波器，滤除15KHz以上的干扰信号，保证不失以上的干扰信号，保证不失真传输。真传输。G）、）、去加重去加重用一个与预加重特性相反的高频衰减电路，以克用一个与预加重特性相反的高频衰减电路，以克服预加重带来的高频提升。服预加重带来的高频提升。56
