模擬信號數(shù)字化幻燈片

1、模擬音頻信號數(shù)字化傳輸模擬音頻信號數(shù)字化傳輸仿真與分析仿真與分析模擬信號數(shù)字化模擬信號數(shù)字化模擬信號的數(shù)字化：將模擬信號轉(zhuǎn)變成模擬信號的數(shù)字化：將模擬信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號數(shù)字信號抽樣抽樣量化量化編碼編碼抽樣：抽樣：就是對模擬信號進行周期性掃描，把時間上連續(xù)的就是對模擬信號進行周期性掃描，把時間上連續(xù)的信號變成時間上離散的信信號變成時間上離散的信 模擬音頻信號模擬音頻信號 音頻信號的抽樣音頻信號的抽樣量化：量化： 就是把經(jīng)過抽樣得到的瞬時值將其幅度離散，即就是把經(jīng)過抽樣得到的瞬時值將其幅度離散，即用一組規(guī)定的電平，把瞬時抽樣值用最接近的電平值來表用一組規(guī)定的電平，把瞬時抽樣值用最接近的電平值來表示

2、。示。 模擬信號的量化分為均勻量化和非均勻量化模擬信號的量化分為均勻量化和非均勻量化由于均勻量由于均勻量 化存在的主要缺點是：無論抽樣值大小如何，量化噪聲的化存在的主要缺點是：無論抽樣值大小如何，量化噪聲的均方根值都固定不變。因此，當信號較小時，則信號量化噪聲功率比均方根值都固定不變。因此，當信號較小時，則信號量化噪聲功率比也就很小，這樣的話化信噪比就難以達到給定的要求。為了克服這個也就很小，這樣的話化信噪比就難以達到給定的要求。為了克服這個缺點，實際中，往往采用非均勻量化。非均勻量化是根據(jù)信號的不同缺點，實際中，往往采用非均勻量化。非均勻量化是根據(jù)信號的不同區(qū)間來確定量化間隔的。區(qū)間來確定量

3、化間隔的。實際中，非均勻量化的實際方法通常是將抽樣值通過壓縮再進行均勻?qū)嶋H中，非均勻量化的實際方法通常是將抽樣值通過壓縮再進行均勻量化。通常使用的壓縮器中，大多采用對數(shù)式壓縮。廣泛采用的兩種量化。通常使用的壓縮器中，大多采用對數(shù)式壓縮。廣泛采用的兩種對數(shù)壓縮律是對數(shù)壓縮律是壓縮律和壓縮律和A壓縮律。美國采用壓縮律。美國采用壓縮律，我國和歐洲壓縮律，我國和歐洲各國均采用各國均采用A壓縮律。壓縮律。編碼：編碼：PCM編碼編碼 :脈沖編碼調(diào)制脈沖編碼調(diào)制 (Pulse Code Modulation)是一種對模擬信是一種對模擬信號數(shù)字化的取樣技術(shù)，將模擬語音信號變換為數(shù)字信號的編碼方式，號數(shù)字化的取

4、樣技術(shù)，將模擬語音信號變換為數(shù)字信號的編碼方式，特別是對于音頻信號。特別是對于音頻信號。PCM 對信號每秒鐘取樣對信號每秒鐘取樣 8000 次；每次取樣次；每次取樣為為 8 個位，總共個位，總共 64kb。 simulinkfs=100; t=1/fs:1/fs:1; n=8; s1=cos(2*pi*t); s=s1/max(abs(s1); %信號歸一化信號歸一化 y=Alaw(s); %A律量化律量化 qu c = u_quantize(y,n); qu1=decode(c,length(s),ceil(log2(n)+1); x=invAlaw(qu1); x=x*max(abs(s1

5、); plot(t,s1) hold on plot(t,x,r) figure(2)function y=Alaw(s0) A=87.6; A0=1/A; s=abs(s0); y=zeros(1,length(s); y(find(s=A0)=(A*s(find(s=A0)/(1+log(A).*sign(s0(sA0)=(1+log(A*s(find(sA0)/(1+log(A).*sign(s0(sA0); function x=invAlaw(y) A=87.6; A0=1/A;y0=abs(y); index=find(y01/(log(A)+1); x(index)=1/A*ex

6、p(y0(index)*(1+log(A)-1).*sign(y(index); % x(index)=1/A*exp(y0(index)/(1/(log(A)+1)-1).*sign(y(index);% cod=dec2bin(codi); % r l=size(cod); % for k=1:r % c(k-1)*(l+1)+1)=sign(y0(k)+abs(y0(k); % for k1=2:l+1 % c(k-1)*(l+1)+k1)=str2num(cod(k,k1-1);% end % end % % cod = str2num(cod); % %將符號數(shù)組轉(zhuǎn)換為數(shù)字將符號數(shù)組

7、轉(zhuǎn)換為數(shù)字 % r=ceil(log2(n+1); % c=zeros(1,length(codi)*r); % for k=1:length(codi) % l=length(cod(k,:); % for j=1:length(cod(k,:) % c(k-1)*r+j)=str2num(cod(k,j); % end % endDPSK調(diào)制原理調(diào)制原理 2DPSK是利用前后相鄰碼元的載波相對相位變化傳遞數(shù)字信息。假設(shè)為當前碼元與前一碼是利用前后相鄰碼元的載波相對相位變化傳遞數(shù)字信息。假設(shè)為當前碼元與前一碼元的載波相位差，定義數(shù)字信息與之間的關(guān)系為元的載波相位差，定義數(shù)字信息與之間的關(guān)系為

8、=0 表示數(shù)字信息表示數(shù)字信息“0”=1 表示數(shù)字信息表示數(shù)字信息“1”可以將一組二進制數(shù)字信息與其對應(yīng)的可以將一組二進制數(shù)字信息與其對應(yīng)的2DPSK信號的載波相位關(guān)系示例如下：信號的載波相位關(guān)系示例如下：二進制數(shù)字信息：二進制數(shù)字信息： 1 1 0 1 0 0 1 1 0 2DPSK信號相位：信號相位： （0） 0 0 0 或者或者 () 0 0 0 0 0 0由上圖可見，先對二進制數(shù)字基帶信號進行差分編碼，即把表示數(shù)字由上圖可見，先對二進制數(shù)字基帶信號進行差分編碼，即把表示數(shù)字信息序列的絕對碼變換成相對碼，然后再根據(jù)相對碼進行絕對調(diào)相，信息序列的絕對碼變換成相對碼，然后再根據(jù)相對碼進行絕對調(diào)相，從而產(chǎn)生二進制差分信號。從而產(chǎn)生二進制差分信號。DPSK相干解調(diào)原理相干解調(diào)原理2DPSK相干解調(diào)的原理：對相干解調(diào)的原理：對2DPSK信號進行相干解調(diào)，恢復(fù)出相對信號進行相干解調(diào)，恢復(fù)出相對碼，再進過碼反變換器變換為絕對碼，從而恢復(fù)出發(fā)送的二進制數(shù)字碼，再進過碼反變換器變換為絕對碼，從而恢復(fù)出發(fā)送的二進制數(shù)字信息。在解調(diào)過程中，由于載波相位模糊性的影響，使得解調(diào)