第3章-模拟信号数字化与信源编码.ppt

《第3章-模拟信号数字化与信源编码.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第3章模拟信号数字化与信源编码3.1抽样定理3.1.1低通信号的抽样定理3.1.2带通信号的抽样定理3.3脉冲编码调制PCM3.2.3A律13折线压扩技术3.2模拟信号的量化3.2.1均匀量化3.2.2非均匀量化3.3.1PCM编码基本概念3.3.2码型及码位安排3.3.3A律13折线特性PCM编码3.3.4逐次反馈型PCM编码器3.3.5PCM解码器3.4差分脉冲编码调制DPCM3.4.1差分脉码调制DPCM的基本概念第3章模拟信号数字化与信源编码3.4.2DPCM的编码、解码过程3.4.3DPCM的性能分析3.4

2、.4ADPCM基本原理3.5增量调制（△M或DM）3.5.1增量调制原理3.5.2增量调制的量化噪声3.6压缩编码技术3.6.1语音压缩编码3.6.2图象压缩编码实验1：脉冲幅度调制与解调实验2：脉冲编码调制与解调实验3：增量调制与解调实验4：自适应脉冲编码调制与解调本章小结本章难点本章要点第3章模拟信号数字化与信源编码抽样定理、模拟信号的量化及压扩原理脉冲编码调制PCM的调制与解调差分脉冲编码调制DPCM、ADPCM、增量调制的调制与解调压缩编码技术放大器的调整与调试第3章模拟信号数字化与信源编码常见的信源通常都是

3、模拟信号，为了对信息有效的处理，交换和传输，首先应将模拟信号数字化，变为数字信号后再在信道中传输。这个数字化过程就是信源编码的过程。接收端只要再进行和发送端相反的信源译码过程，就可以恢复出发送端传输的原始信号。如图3-1所示为模拟信号的数字化传输过程示意图。图3-1模拟信号数字传输过程示意图模拟信号源模/数转换数字通信系统数/模转换模拟信号数字信号数字信号模拟信号3.1抽样定理抽样定理是模拟信号数字传输的理论基础，它告诉我们：如果对某一带宽有限的时间连续信号（模拟信号）进行抽样，且在抽样频率达到一定数值时，根据这些抽

4、样值（常称为样值）可以在接收端准确地恢复出原始信号。根据被抽样信号是低通型信号还是带通型信号，抽样定理可分为低通信号的抽样定理和带通信号的抽样定理。第3章模拟信号数字化与信源编码3.1.1低通信号的抽样定理1．定理内容抽样定理在时域上可以表述为：对于一个频带限制在(0，fH)Hz内的时间连续信号f(t)，如果以Ts≤1/(2fH)秒的间隔对其进行等间隔抽样，则f(t)将被所得到的抽样值完全确定。f(t)s(t)δT(t)相乘器(a)s(t)f(t)低通滤波器（b）图3-2模拟信号的抽样过程示意图（a）模拟信号的抽样实

5、现；（b）信号的恢复过程如图3-2分析可知模拟信号抽样过程中各个信号的波形与频谱如图3-3所示（f(t)、δT(t)为已知假设的信号）。模拟信号的抽样过程如图3-2所示。第3章模拟信号数字化与信源编码0ttωωωtST(ω)s(ω)s(t)ST(t)（a）（b）（c）x(t)x(ω)-2Ts-Ts0Ts2Ts-2ωs-ωs0ωs2ωs-ωm0ωm-2Ts-Ts0Ts2Ts-2ωs-ωm-ωs0ωmωs2ωm图3-3抽样过程中的信号波形与频谱(a)模拟信号的波形与频谱；(b)冲激函数信号的波形与频谱；(c)抽样信号的波

6、形与频谱第3章模拟信号数字化与信源编码如图3-4所示为两种情况下的频谱分析结果。当抽样频率小于奈奎斯特频率时，即如果ωs＜2ωH，则抽样后信号的频谱在相邻的周期内发生混叠，如图3-4(c)图所示；当抽样频率大于或等于奈奎斯特频率时，接收端恢复出来的信号才与原信号基本一致。图3-4两种情况下的抽样信号频谱分析结果(a)信号的频谱；(b)fs>2fm时抽样信号的频谱；(c)fs<2fm时抽样信号的频谱应该注意的一点是：抽样频率并不是越高越好。只要能满足抽样频率大于奈奎斯特频率，并留有一定的防卫带即可。重叠(b)S(f)f

7、s<2fmfs>2fm低通0fmfs2fsf0fmfs-fsfsfs+fs2fsfA0fmfS(f)(a)(c)fs-fm第3章模拟信号数字化与信源编码3.1.2带通信号的抽样定理实际中遇到的许多信号是带通型信号，模拟信号的频带限制在fL~fH之间，fL为信号最低频率，fH为最高频率。而且当fL>B，其中B=fH－fL时，该信号通常被称为带通型信号，其中B为带通信号的频带。图3-5带通信号的抽样频谱－3fs－2fs－fs0fs2fs3fsfMs(ω)(a)(b)－3fs－2.5fs－2fs－fs0fs2fs2.5fs

8、3fsfM(ω)－3fs－2fs－fs0fs2fs3fsf－fH－fLfLfH(c)Δωs(ω)对于带通信号，如果采用低通抽样定理的抽样速率fs≥2fH，对频率限制在fL与fH之间的带通型信号抽样，肯定能满足频谱不混叠的要求，如图3-5（带通信号的抽样频谱）所示。第3章模拟信号数字化与信源编码定理内容：一个带通信号f(t)，其频率限制在fL与f