通信原理7模拟信号的数字传输.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,电子发烧友 电子技术论坛,*,第七章 模拟信号的数字传输,7.1,引言,7.2,抽样定理,动画,7.2.1,低通型连续信号抽样定理,一、低通型连续信号的抽样定理,动画,图,7-2-1,抽样,电子发烧友 电子技术论坛,定理,:,一个频带限制在 赫内的时间连续信号,若以的间隔 对它进行等间隔抽样，则 将被所得到的抽样值完全确定。,二、低通型连续信号抽样定理证明,假设,、,的频谱分别为,按照频域卷积定理,电子发烧友 电子技术论坛,因为,所以,由卷积关系，上式可写成,电子发烧友 电子技术论坛,可看出，不论,是否为,B,的整数倍，,也近似等于,2,B,。,7.2,3,平顶抽样,平顶抽样信号及其产生原理,电子发烧友 电子技术论坛,设脉冲形成电路的传输特性为,其输出信号频谱,应为,上式变成,所以通过低通滤波器便能无失真地恢复,.,电子发烧友 电子技术论坛,二、平顶抽样信号的解调,平顶抽样时脉冲振幅调制信号的解调方框图,电子发烧友 电子技术论坛,上式表明，不能直接使用低通滤波器滤出所需信号是因为,受到了,的加权。如果我们在接收端低通滤波器之,的网络加以修正，则低通滤波器输入信号的,前用特性为1/,频谱变成,所以通过低通滤波器便能无失真地恢复,.,在实际中，平顶抽样的脉冲振幅调制信号常常采用抽样保持,电路来实现，得到的脉冲为矩形脉冲。原理上，只要能够反,映瞬时抽样值的任意脉冲形式都是可以被采用的。,电子发烧友 电子技术论坛,在均匀量化时，量化噪声功率,量化器输出的信号功率为,电子发烧友 电子技术论坛,压缩律,:,美国,压缩律,:,我国和欧洲,广泛采用的两种对数压缩律是,:,三,15,折线,电子发烧友 电子技术论坛,表,律,15,折线参数表,y,0,1,2,3,4,5,6,7,8,x,0,1,按折线分段时的,x,0,1,段落,1,斜率,1,2,3,4,5,6,7,8,电子发烧友 电子技术论坛,四、,压缩律,压缩律的压缩特性为,律对数压缩特性,电子发烧友 电子技术论坛,五、,13,折线,实际中，,压缩律通常采用,13,折线来近似,13,折线示意图,电子发烧友 电子技术论坛,其具体分法如下,:,将区间,0,，,1,一分为二，其中点为,1/2,取区间,1/2,1,作为第八段,;,区间,0,1/2,再一分为二，其中点为,1/4,取区间,1/4,1/2,作为第七段,;,区间,0,1/4,再一分为二，其中点为,1/8,取区间,1/8,1/4,作为第六段,;,区间,0,1/8,一分为二，中点为,1/16,取区间,1/16,1/8,作为第五段,;,区间,0,1/16,一分为二，中点为,1/32,取区间,1/32,1/16,作为第四段,;,区间,0,1/32,一分为二，中点为,1/64,取区间,1/64,1/32,作为第三段,;,区间,0,1/64,一分为二，中点为,1/128,区间,1/128,1/64,作为第二段,;,区间,0,1/128,作为第一段。,电子发烧友 电子技术论坛,然后将,分别为,0,1/8,(1/8,2/8,(2/8,3/8,(3/8,4/8,(4/8,5/8,(5/8,6/8,(6/8,7/8,(7/8,1,。分别与,轴的八段一一对应。,轴的,0,1,区间均匀地分成八段，从第一段到第八段,段落,1,2,3,4,5,6,7,8,斜率,16,16,8,4,2,1,1/2,1/4,各段落的斜率,电子发烧友 电子技术论坛,7.5.1,脉冲编码调制,(PCM),原理,PCM,通信系统方框图,电子发烧友 电子技术论坛,一、常用码型,编码,表,7-5-1,常用二进码型,样值脉冲极性,自然二进制码,折叠二进制码,量化级,正极性部分,1111,1110,1101,1100,1011,1010,1001,1000,1111,1110,1101,1100,1011,1010,1001,1000,15,14,13,12,11,10,9,8,负极性部分,0111,0110,0101,0100,0011,0010,0001,0000,0000,0001,0010,0011,0100,0101,0110,0111,7,6,5,4,3,2,1,0,电子发烧友 电子技术论坛,三、级联逐次比较型编码,;,级联逐次比较型线性编码器方框图,动画,电子发烧友 电子技术论坛,7.6,脉冲编码调制,(PCM),系统的抗噪声性能,PCM,系统的噪声主要有两种,:,量化噪声和加性噪声,。,在接收端输出信号的总信噪比为,电子发烧友 电子技术论坛,可求得PCM系统输出端总的信号噪声功率比为,PCM,系统输出端总的信号噪声功率比,在接收端输入大信噪比的情况下，误码率极小,上式近似为,电子发烧友 电子技术论坛,在接收端输入小信噪比的情况下，有,则上式又可近似为,7.7.1,增量调制的工作原理,增量调制的编码,图,7-7-1,增量调制波形示意图,电子发烧友 电子技术论坛,增量调制信号的译码,图,7-7-2,增量调制信号的译码,动画,电子发烧友 电子技术论坛,7.8.1,PCM,系统与,M,系统的比较,图,7-8-1 PCM,和,M,系统的性能比较,电子发烧友 电子技术论坛,7.8.2,差分信号的量化和编码,DPCM原理,DPCM,原理方框图,电子发烧友 电子技术论坛,DPCM,预测原理,电子发烧友 电子技术论坛,DPCM,的编码过程示意图,电子发烧友 电子技术论坛,DPCM,系统的性能,在DPCM系统中，,信号,的平均功率为,假设量化后的误差信号具有均匀的功率谱密度班 ，而,DPCM,系统输出数字信号的,码元速率为,，所以可以认为噪声频谱均匀地分布于频带宽度为,的范围内，所以可求得此时的单边功率谱密度为,电子发烧友 电子技术论坛,经截止频率为,的低通滤波器后，得到噪声功率为,可算出DPCM系统的输出信噪比为,电子发烧友 电子技术论坛,7.9,时分复用,时分多路复用的基本原理,(a),电子发烧友 电子技术论坛,时分复用系统示意图及其波形,电子发烧友 电子技术论坛,