现代通信原理与技术20第六章

1、第六章 模拟信号的数字化,主要内容,1.抽样定理 低通信号和带通信号的抽样 2.模拟信号的量化方法 3.脉冲编码调制(PCM) 4.增量调制(DM) 5.时分复用和多路数字电话系统,基 本 要 求,1、掌握 理想低通抽样、带通抽样定理 2、掌握均匀量化方法及其量化信噪比的计算 3、掌握律13折线PCM编码原理和量化性能 4、理解 DPCM、DM编码原理和量化性能 5、熟悉信号量化信噪比的计算方法 6、熟悉TDM的基本原理,模拟 信号源,抽样 量化编码,数字 通信系统,译码和 低通滤波,模拟随机信号,m(t),数字随机序列,数字随机序列,模拟随机信号,6.1 模拟信号的数字传输系统,脉冲编码调制

2、简称 PCM，最早是由法国工程师 Alec Reeres 于1937年提出的。Bell 实验室于1946年实现了第一台PCM数字电话终端机。 1962年后，晶体管PCM终端机大量应用于市话网中局间中继线。70年代后期，随着超大规模集成电路的PCM编、解码器的出现，使PCM在光纤通信、数字微波通信、卫星通信中获得了广泛的应用。, 抽样的定义 低通信号的抽样定理 带通信号的抽样定理,6.2 模拟信号的抽样,一、抽样的定义,抽样：把时间上连续的模拟信号变成一系列时间上离散的抽样值的过程。,设信号m(t)的最低频率为fL,最高频率为fH。定义信号带宽为B= fH- fL。 当fLB时，称m(t)为带通

3、信号,一个频带限制在(0,fH)赫内的时间连续信号m(t),如果以TS1/2fH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.,二、低通信号的抽样定理,收端重建的模拟信号S(t),低通型模拟信号S(t),当fs（=1/Ts）满足抽样定理（即：fs2fH）时：,抽样定理的含义,S(t),fS=2fH 时Sk(t)的频谱 Sk (),fS2fH时Sk(t)的频谱 Sk (),设抽样脉冲序列是一个周期性冲击序列,抽样后的信号可表示为,如果 s 2H 即f s 2fH或Ts1/2fH 只需收端用一个低通滤波器，就能从Sk()中取出S() ，无失真地恢复原信号。,如果 s 1/2fH

4、，抽样后信号的频谱在相邻的周期内发生混叠，此时不可能无失真重建原信号。,三、带通信号的抽样定理,一个带通信号S(t) ，其频率限制在fL与fH之间，带宽为B=fHfL，如果最小抽样速率fs=2fH /m，m是一个不超过fH /B的最大整数，那么S(t) 可完全由其抽样值确定。,带通均匀抽样定理,1、fH= n B,最小抽样速率fs=2B,例如：fH=5B=2.5fs， fL=4B=2fs,1+,1-,0+,0-,2-,3-,4-,5-,-1+,-1-,-2+,-3+,-4+,-5+,2、最高频率不为带宽的整数倍 即 fHnB+kB，0k1,最小抽样速率为:,由带通抽样定理： fs=2fH /m， m是不超过fH /B的最大整数，此时fH /B=n+k，而k是小数，故m=n,fH不为带宽B的整数倍时，带通信号抽样情况,根据fs=2B(1+k/n) 和fH=fL+B画出曲线,。,显然，随着fL 的增大，不管fH是否为带宽B的整数倍，抽样频率都趋向于2B,在窄带系统中，当信号的带宽远远小于载波的频率时，带通信号的抽样频率近似为： fS2B,例1：一个带限低通信号S(t)具有如下的频谱特性,(1)若抽样频率fs300Hz，画出对 S(t)进行理想抽样时，在|f |200Hz范围内已抽样信号Sk(t)的频谱,(2)若抽样频率fs400Hz，重复(1),例2：某载波电话通信系统