上海交通大学通信原理笔记.pdf

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1、上海交通大学通信原理笔记第一部分1、由于A/D或D/A变换的过程通常由信源编（译）码器实现，所以我们把发端的A/D变换称为信源编码，而收端的D/A变换称为信源译码，如语音信号的数字化叫做语音编码。模拟信号的数字化又要经过抽样、量化、编码三个过程。2、模拟信号数字化的编码方法大致可划分为波形编码、参量编码和混合编码。3、抽样的定义及其抽样的分类：抽样是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。分类：A．根据信号分为：低通抽样定理和带通抽样定理；B．根据抽样脉冲序列分：均匀抽样定理和非均匀抽样C．根据抽样的脉冲波形：理想抽样和实际抽样。理想低通信号的抽样定理：定理：频带限制在(0，

2、fh)的时间连续信号m(t)，如果以T<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。意义：若要传输模拟信号，不一定要传输模拟信号本身,可以只传输按抽样定理得到的抽样因此，抽样定理为模拟信号的数字传输奠定了理论基础。Ts=1/(2fH)是最大允许抽样间隔，称为奈奎斯特间隔，相应的最低抽样速率fs=2fH称为奈奎斯特速率。4、理想带通信号的抽样定理：对于带通型信号，如果按fs≥2fH抽样，虽然能满足频谱不混叠的要求。但这样选择fs太高了，它会使0~fL一大段频谱空隙得不到利用，降低了信道的利用率。5、带通型抽样定理内容:带通均匀抽样定理：带通信号m(t)，其频率限制

3、在fL与fH之间，带宽为B=fH-fL，n=(fL/B)取整数部分，为了节约抽样速率，可在(0＿fL)间插入ｎ个下边带，那么抽样频率满足:2fL2fHfsmaxfsminnn12(ff)LH为了使抽样后的频谱相邻间隔相同,常取fs2n16、脉冲调制脉冲调制就是以时间上离散的脉冲串作为载波，用模拟基带信号m(t)去控制脉冲串的某参数，使其按m(t)的规律变化。按基带信号改变脉冲参量的不同，把脉冲调制又分为脉幅调制(PAM)、脉宽调制(PDM)和脉位调制(PPM)脉冲振幅调制脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种调制方式。窄脉冲序列进行实际抽样的两种脉冲振幅调制方式：自然抽样的脉冲调幅和平

4、顶抽样的脉冲调幅。7、模拟信号的量化量化的定义：用预先规定的有限个电平来表示模拟抽样值的过程称为量化。将这有限个电平称为量化电平。抽样是把一个时间连续信号变换成时间离散的信号，而量化则是将取值连续的抽样变成取值离散的抽样值序列。量化会产生量化误差，或称量化噪声。根据量化间隔不同，量化分为均匀量化和非均匀量化量化噪声的均方误差（即平均功率）为22NEmmxmf(x)dxqqq均匀量化：把输入信号的取值域按等距离分割的量化称为均匀量化。在均匀量化中，每个量化区间的量化电平均取在各区间的中点。其量化间隔Δi取决于输入信号的变化范围和量化电平数。若设输入bavv

5、iM信号的最小值和最大值分别用a和b表示,量化电平数为M，则均匀量化时的量化间隔为【讨论】：量化信噪比随量化电平数M的增加而提高。均匀量化器广泛应用于线性A/D变换接口，均匀量化的不足：量化信噪比随信号电平的减小而下降。通常，把满足信噪比要求的输入信号的取值范围定义为动态范围，在遥测遥控系统、仪表、图像信号的数字化接口中,都使用均匀量化器。但在语音信号数字化中，均匀量化有一个明显的不足：量化信噪比随信号电平的减小而下降，通过计算，对语音采用均匀量化，要达到２6ｄB以则需编码成11位代码。8、6dB原理:22S0Mv122M2Nv12q当M=2nSM20()10lg20nlg26.

6、02n(dB)dBNq9、非均匀量化定义：非均匀量化是一种在整个动态范围内量化间隔不相等的量化方式。信号幅度越小，量化间隔Δv也小；反之亦大。实现方法（压缩扩张技术）：实现非均匀量化的方法之一是把输入量化器的信号x先进行压缩处理，再把压缩的信号y进行均匀量化。常用压缩器大多采用对数式压缩，即y=lnx。广泛采用的两种对数压扩特性是μ律压扩和A律压扩。（1）μ律压扩特性ln(1x)y,0x1ln(1)式中x——压缩器归一化输入电压y——压缩器归一化输出电压μ——压缩器参数(常选255)结论：小信号时，可以改善量化信噪比，大信号时，会降低量化信噪比。相当于增加了输入信号的动态范围

7、。（2）A律压扩特性Ax,0x1/Ay1lnA1ln(Ax),1/Ax11lnA式中•x——压缩器归一化输入电压•y——压缩器归一化输出电压•A——压缩器参数(常选A87.6)压缩特性的近似实现：早期的A律和μ律压扩特性是用非线性模拟电路实现的，随着数字电路特别是大规模集成电路的发展，另一种压扩技术——数字压扩，日益获得广泛的应用。它是利用数字电路形成许多折线来逼近对数