通信原理教程第四章ppt.ppt

复习1 间接调相电路有哪两部分组成 2 间接调频电路由哪两部分组成 3 如何计算调频信号的带宽 4 各种模拟调制方式比较 有效性 可靠性 设备复杂程度 1 2 第四章模拟信号的数字化 3 主要内容 4 1引言4 2模拟信号的抽样4 3抽样信号的量化4 4脉冲编码调制4 5差分脉冲编码调制4 6增量调制 4 1引言 模 数变换的三步骤1 抽样 把模拟信号在时间上离散化 变成抽样信号2 量化 把抽样信号在幅度上离散化 变成有限个量化电平 3 编码 用二进制码元来表示有限个量化电平 6 4 2模拟信号的抽样 a 模拟信号的抽样实现 b 信号的恢复过程 s t s t sk t sk t 4 2 1低通模拟信号的抽样 s t sk t s sk sk t s t sk t s t sk t s t TS S 混叠现象 sk sk sk s H s 2 Hfs 1 TS S S S 9 一个频带限制在 0 fH Hz内的时间连续信号s t 如果以抽样速率 2fH进行抽样 则s t 可由得到的抽样序列sk t 完全确定 指能通过低通滤波器适当地平滑滤波恢复 2fH 奈奎斯特速率 最低抽样频率 1 2fH 奈奎斯特间隔 最大抽样间隔 抽样定理 解 1 T 0 25s fS 4Hz2 2Hz 例 已知一基带信号m t cos2 t 2cos4 t 对其进行理想抽样 1 为了在接收端能不失真地从已抽样信号中恢复m t 试问抽样间隔应如何选择 其奈奎斯特频率应为多少 2 若要无失真地从mS t 中恢复m t 所采用的低通滤波器的最小截止频率应为多少 3 试画出抽样间隔为0 2s和0 3s时已抽样信号mS t 的频谱图 11 4 3抽样信号的量化 4 3 1量化原理量化将抽样信号在幅度上离散化 变成有限个量化电平 均匀量化 量化间隔相等 非均匀量化 量化间隔不相等 12 量化原理 量化误差eq 2 量化区间端点mi 有M 1个 1 量化电平qi 有M 2N个 N为二进制代码的位数 3 量化器输出 13 4 3 2均匀量化 量化间隔 量化区间的端点 其中 a b为抽样信号的取值范围M为量化电平数 量化输出电平qi 量化噪声 量化误差 量化前信号的抽样值Sk和量化输出电平Sq之差 解 1 2v2 4v 2v 0v 2v 4v 6v 8v3 3v 1v 1v 3v 5v 7v4 35 1v 例 已知某模拟信号m t 的取值范围为 4 8 v 若将其均匀量化为6个电平 试求 1 量化间隔 2 量化区间的端点 3 量化电平 4 对应编码所需的二进制码组的位数N 5 最大量化误差 15 信号量噪比 信号功率S与量化噪声功率Nq之比 其中 sk s kT 信号的抽样值sq sq kT 量化信号值E表示求统计平均值f sk sk的概率密度M 量化电平数 信号sk的平均功率 量化噪声功率的平均值Nq 例4 1 设一个均匀量化器的量化电平数为M 其输入信号抽样值在区间 a a 内具有均匀的概率密度 试求该量化器的平均信号量噪比 解 或 dB 解 42dB 例 已知某模拟信号m t 的取值在 2v到2v范围内均匀分布 若将其均匀量化 且量化间隔为1 32 试求该量化器的平均信号量噪比 均匀量化的量化噪声Nq是确定的 信号的强度可能随时间变化 当信号较小时 信号量噪比也很小 非均匀量化可以改善小信号时的信号量噪比 20 4 3 3非均匀量化 令y f x 非均匀量化的量化间隔随信号抽样值的不同而变化 21 式中A为常数 决定压缩程度 通常选择A等于87 6 一 A压缩率 22 A压缩率 23 二 13折线压缩特性 A律的近似 13折线压缩特性 完整的压缩曲线 25 i876543210y 1 i 801 82 83 84 85 86 87 81A律x值01 1281 60 61 30 61 15 41 7 791 3 931 1 98113折线法01 1281 641 32