现代通信系统原理全套配套课件第3版张会生ppt 第6章 模拟信号的数字传输 .ppt

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1、现代通信系统原理第6章模拟信号的数字传输西北工业大学（2018.9）9/20/202116.1引言通信系统可以分为模拟通信系统和数字通信系统两类，如果在数字通信系统中传输模拟消息，通常将这种传输方式称为模拟信号的数字传输。模型：9/20/20212关键：A/D转换装置和D/A转换装置。A/D转换：要经过抽样、量化和编码三个步骤。●抽样是把时间上连续的信号变成时间上离散的信号；●量化是对抽样值的幅度进行离散化处理，使得量化后只有预定的有限的值；●编码是用一个M进制的代码表示量化后的抽样值，通常采用M=2的二进制代码来表示。D/A转换：通过译码和低通

2、滤波器完成。●译码是把代码变换为相应的量化值。9/20/20213研究的内容在介绍抽样定理和脉冲振幅调制(PAM)的基础上，着重讨论用来传输模拟语音信号常用的脉冲编码调制(PCM)和增量调制(ΔM)原理及性能，并简要介绍时分复用与多路数字电话系统原理的基本概念。9/20/20214研究的内容6.1引言6.2抽样定理6.3脉冲振幅调制(PAM)6.4模拟信号的量化6.5脉冲编码调制原理(PCM)6.6增量调制6.7时分复用和多路数字电话系统*6.8压缩编码技术9/20/202156.2抽样定理抽样定理：一个频带限制在(0，fH)内的时间连续信号x(

3、t)，如果以不大于1/(2fH)秒的间隔对它进行等间隔抽样，则x(t)将被所得到的抽样值完全确定。或：如果以fs≥2fH的抽样速率均匀抽样上述信号，x(t)可以被所得到的抽样函数xs(t)完全确定。称最小抽样速率fs＝2fH为奈奎斯特速率。称最大抽样时间间隔1/(2fH)为奈奎斯特间隔。9/20/20216数学描述：时域：原理框图：频域：9/20/20217频域：结论：（1）Xs(ω)具有无穷大的带宽；（2）只要fs≥2fH，Xs(ω)中就不会出现频谱重叠；（3）只要用一个带宽B满足fH≤B≤fs-fH的理想LPF，就可以取出X(ω)，不失真地恢

4、复x(t)的波形。9/20/20218抽样定理全过程带限还属模拟信号Sa函数：形状对应HL矩形；幅度正比于mn包含无穷多个M(ω),仅需一个LPF即可恢复M(ω)9/20/20219补充－－关于带通型连续信号的抽样（软件无线电的理论基础）带通型信号：信号x(t)频谱限于(fL,fH),带宽Ｂ=fH-fL1.fH（fL当然）为B的整数倍时结论：最小抽样频率fs≥2B即可，不必fs≥2fH。2.fH不为B的整数倍时式中n是小于fH/B的最大整数。结论：最小抽样频率实际中广泛应用的窄带（带宽为B）高频信号，其抽样频率近似为2B。Why??9/20/20

5、21106.3脉冲振幅调制(PAM)1、脉冲调制的概念调制：用基带信号改变高频载波的某一参量。连续波调制：通常采用连续振荡波形（正弦型信号）作为载波，但正弦型信号并非唯一的载波形式。脉冲调制：在时间上离散的脉冲串同样可以作为载波，这时的调制是用基带信号去改变脉冲的某些参数而达到的。分类：按基带信号改变脉冲参数（幅度、宽度、出现时间位置）的不同，脉冲调制分为：●脉幅调制（PAM）；●脉宽调制（PWM）；●脉位调制（PPM）。脉冲调制的波形:9/20/202111脉冲调制的波形:PAM定义：脉冲载波的幅度随基带信号变化的调制方式。9/20/20211

6、22、自然抽样的PAM方式－－曲顶抽样窄脉冲作为脉冲载波！模型及波形：9/20/202113数学描述：问：如何恢复？？9/20/202114比较采用矩形窄脉冲抽样与采用冲激脉冲抽样（理想抽样）的过程和结果，可得：（1）它们调制（抽样）与解调（信号恢复）过程相同，差别只是采用的抽样信号不同。（2）矩形窄脉冲抽样的频谱包络的总趋势是随｜f｜上升而下降，因此带宽是有限的；而理想抽样的带宽是无限的。（3）τ的大小要兼顾通信中对带宽和脉冲宽度这两个互相矛盾的要求。9/20/202115脉冲形成电路：将理想抽样得到的冲激脉冲串，变为一系列平顶的脉冲（矩形脉冲

7、）。3、瞬时抽样的PAM方式－－平顶抽样定义：脉冲载波的幅度随基带信号变化－－平顶。原理：平顶抽样可以由理想抽样和脉冲形成电路得到。波形及模型：理想抽样9/20/2021166.4模拟信号的量化6.4.1量化原理问题：模拟信号进行抽样以后，其抽样值还是随信号幅度连续变化的。通过噪声信道传输时，接收端不能准确地估计所发送的抽样。措施：发送端用预先规定的有限个电平来表示抽样值，且电平间隔比干扰噪声大，则接收端将有可能准确的估值所发送的抽样----有可能消除随机噪声的影响。定义：用有限个电平表示模拟抽样值的过程称之为量化。抽样：时间连续信号→时间离散信

8、号；量化：幅度连续信号→幅度离散信号－可用数字信号表示。分类：均匀量化－－基础；非均匀量化－－实用。9/20/2021176.4.2均匀