通信原理第六章模擬信號的數(shù)字化2

1、通信原理第六章 模擬信號的數(shù)字化嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化本章結(jié)構(gòu)n6.1 引言n6.2 抽樣定理n6.3 脈沖振幅調(diào)制(PAM)n6.4 脈沖編碼調(diào)制(PCM)n6.5 增量調(diào)制嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化6.1 引言n“模擬信號數(shù)字化”(A/D變換)的作用它是利用數(shù)字通信系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)模擬信源和信宿間通信的必不可少的一步n“A/D變換”在數(shù)字通信系統(tǒng)中所處的位置在模擬信源之后，壓縮或加密之前它和壓縮、加密都屬于信源編碼信源編碼的范疇n“A/D變換”的3個(gè)步驟：抽樣、量化、編碼嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化6.2 抽樣定理n如果想把時(shí)間連續(xù)的

2、模擬信號變成0/1數(shù)字串，必須先抽樣n但是，很顯然，抽樣以后 的信號，與原來的信號是 不同的n能否從抽樣信號中恢復(fù)原 信號呢？如果能，有什么條件？t嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化6.2.1 低通信號抽樣定理t可以看作下面兩可以看作下面兩個(gè)信號的乘積個(gè)信號的乘積tt1嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化t m(t)(MHHt)(tT)(TsTs2卷積卷積t?2,會(huì)怎樣如果但是大家設(shè)想一下Hs嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化)(MHH)(TsHs2如果恢復(fù)原始信號如果想通過低通濾波器不難看出,Hs2:必須滿足一個(gè)前提條件即采樣頻率至少即采樣頻率至少是基帶信號

3、最高是基帶信號最高頻率的頻率的2倍，這就倍，這就是低通抽樣定理是低通抽樣定理卷積卷積信號頻譜發(fā)生信號頻譜發(fā)生混疊，無法提混疊，無法提取出純凈的取出純凈的M(w)信號了信號了嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化6.2.2 帶通信號抽樣定理HfLfHfLfHfHf2HfHf2但這樣很浪費(fèi)帶寬是沒有問題的來抽樣的話如果以,2Hf?能否降低抽樣頻率呢的率是可以低于可見帶通信號的采樣頻Hf2嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化6.2.2 帶通信號抽樣定理（續(xù)）n通過上面類似的畫圖法，可以證明，當(dāng))1 (2nkBfs抽樣頻率LHffB其中帶寬為商的小數(shù)部分商的整數(shù)部分時(shí)除以為kBfnH

4、,這就是帶通抽樣定理Bfnkns20,1抽樣頻率抽時(shí)當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化例6.1求下列信號的最低采樣頻率的頻帶信號頻帶在的基帶信號最高頻率為MHzMHzkHz53)2(5) 1 ()(10522(1):kHzffHs低通解)(235)2(MHzffBLH2.5),2()5(商為即除以即MHzBMHzfH5 . 0, 2kn)(5)25 . 01 (22)1 (2MHznkBfs帶通嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化6.3 脈沖振幅調(diào)制(PAM)n我們前面的討論是理想的，因?yàn)槲覀兂闃佑玫氖抢硐霙_激函數(shù)n在實(shí)際中通常用窄脈沖抽樣，窄脈沖調(diào)制有三種類型:PAM

5、，PDM，PPMn其中PAM又分2種類型自然抽樣平頂抽樣嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化6.3.1 PAM的自然抽樣自然抽樣自然抽樣嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化自然抽樣可以理解為：一系列高度為1的窄脈沖與原始信號的乘積的結(jié)果1嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化時(shí)域相乘對應(yīng)頻域卷積由于中間這個(gè)頻譜是由圖由于中間這個(gè)頻譜是由圖b中中S(w)的中間那個(gè)沖激信號與的中間那個(gè)沖激信號與X(w)卷積得到的，因此沒有失真，所以在接收端只要低通即可卷積得到的，因此沒有失真，所以在接收端只要低通即可嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第

6、六章 模擬信號的數(shù)字化6.3.2 PAM的平頂抽樣n又稱“瞬時(shí)抽樣”，抽到一個(gè)瞬間值后，并保持一小段時(shí)間，形成一個(gè)個(gè)平頂脈沖嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化生成平頂抽樣的理論模型第一步，先進(jìn)行理想抽樣第一步，先進(jìn)行理想抽樣第二步，窄脈沖形成第二步，窄脈沖形成嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化窄脈沖生成電路的轉(zhuǎn)移函數(shù)脈沖形成)(t)(th為抽樣函數(shù)移函數(shù)所以脈沖形成電路的轉(zhuǎn)為門函數(shù))(,)(Hth嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化平頂抽樣頻譜二者相乘二者相乘得到最下得到最下面的平頂面的平頂抽樣頻譜抽樣頻譜第一步，先進(jìn)行理想抽樣第一步，先進(jìn)行理想抽樣第二步，窄

7、脈沖形成第二步，窄脈沖形成可見平頂采樣會(huì)產(chǎn)生失真，可見平頂采樣會(huì)產(chǎn)生失真，需要在接收端補(bǔ)償需要在接收端補(bǔ)償脈沖形成電路的轉(zhuǎn)移函數(shù)脈沖形成電路的轉(zhuǎn)移函數(shù)嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化平頂抽樣需要在接收端進(jìn)行補(bǔ)償嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化6.4 脈沖編碼調(diào)制(PCM)n一個(gè)完整的A/D變換包括抽樣、量化、編碼3個(gè)過程，我們前面把抽樣完成了，下面就是量化和編碼n量化又分2大類均勻量化非均勻量化嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化6.4.1 量化n什么是量化以有限個(gè)離散的值來分別對應(yīng)模擬信號抽樣后的不同的樣值的過程n因?yàn)殡x散的值是有限的，而抽樣的值有無窮多

8、種情況，因此需要多個(gè)樣值對應(yīng)1個(gè)離散值n通常將落在某一個(gè)縱軸區(qū)域內(nèi)的樣值對應(yīng)1個(gè)離散值嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化1、均勻量化將縱軸均勻劃將縱軸均勻劃分成分成M個(gè)區(qū)間個(gè)區(qū)間一般這個(gè)量化值取一般這個(gè)量化值取這個(gè)區(qū)間的中點(diǎn)這個(gè)區(qū)間的中點(diǎn)落在某一區(qū)間落在某一區(qū)間內(nèi)的樣值統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)的樣值統(tǒng)統(tǒng)量化成量化成1個(gè)值個(gè)值3m4m5m6m7m6m這樣，本來縱坐標(biāo)的取值這樣，本來縱坐標(biāo)的取值是無限多個(gè)的模擬信號就是無限多個(gè)的模擬信號就變成了多進(jìn)制數(shù)字信號變成了多進(jìn)制數(shù)字信號嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化均勻量化中的一些重要概念n量化區(qū)間：為將多個(gè)模擬樣值對應(yīng)成一個(gè)數(shù)字值，而將縱軸劃分

9、的區(qū)間為量化區(qū)間，區(qū)間高度記為vn量化電平：量化區(qū)間的中點(diǎn)，個(gè)數(shù)與量化區(qū)間數(shù)相同n量化誤差由于實(shí)際樣值并不一定恰巧就等于該區(qū)間的中點(diǎn)電平，因此這二者的差，稱為量化誤差量化誤差不是由外來噪聲引起的，而是量化過程中內(nèi)部產(chǎn)生的由量化誤差引起的噪聲，稱為“量化噪聲”嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化量化噪聲的功率n設(shè)輸入模擬信號x概率密度函數(shù)是fx(x)，x的取值范圍為(-a, a)， 則量化誤差功率Nq為)(2qqxxEN)()()(2學(xué)期望性質(zhì)根據(jù)連續(xù)隨機(jī)變量的數(shù)aaxqdxxfxx)()()(121區(qū)把積分分成若干個(gè)量化Mixxxiiidxxfmxaxfxx21)(,則是均勻分布的設(shè)

10、嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化量化噪聲的功率(續(xù))MiviaviaqxviaviaxN1)1(2d2a1)2) 1(則Miviaviaxvviax1)1(2d)2(2a1Miv13122a1Mav243avM2因?yàn)?22vNq嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化量化后的信號功率及量化信噪比) 1(1222MvSNqq后的信號功率類似的方法可求出量化用與求112) 1(122222MvMvNSqq均勻量化的量化信噪比嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化例6.2若一個(gè)均勻量化器，量化電平數(shù)為16，信號的范圍為(-3v+3v)，求量化噪聲功率和量化信噪比V6) 3

11、(3總的量化空間為解： VVMVv375. 01666量化間隔WvNq012. 0122255116122 MNSqq量化信噪比以上一般取所以在實(shí)際系統(tǒng)中不高量化信噪比不是很大時(shí)當(dāng)可以看出1024,MNSMqq嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化補(bǔ)充作業(yè)n(1) n(2)寫出振幅為2.2V，頻率為1kHz的正弦波，經(jīng)過抽樣頻率為4kHz，量化范圍為(-2.5+2.5V)，量化區(qū)間數(shù)為5的均勻量化器時(shí)的(1)輸出電平序列（只寫出前5個(gè)即可）(2)量化噪聲和量化信噪比頻率的頻帶信號的最低采樣求頻帶在kHzkHz5113量化電平取各區(qū)間的中點(diǎn)量化電平取各區(qū)間的中點(diǎn)嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六

12、章 模擬信號的數(shù)字化6.4.1 量化(續(xù))n2、非均勻量化n（1）為什么要進(jìn)行非均勻量化（即均勻量化存在的缺陷）t均勻量化時(shí)，大信號和小信號的信噪比是不同的均勻量化時(shí)，大信號和小信號的信噪比是不同的量化量化噪聲噪聲量化量化噪聲噪聲大信號和小信號的信噪比不同有大信號和小信號的信噪比不同有2個(gè)不良后果：個(gè)不良后果：（1）小信號信噪比過小，可能）小信號信噪比過小，可能“聽不清聽不清”，影響可懂性，影響可懂性（2）語音質(zhì)量時(shí)好時(shí)壞，影響聽覺舒適性）語音質(zhì)量時(shí)好時(shí)壞，影響聽覺舒適性嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化（2）非均勻量化的方法n(A) 直接非均勻量化直接非均勻量化(小信號量化區(qū)間小

13、小信號量化區(qū)間小,大信號量化區(qū)間大大信號量化區(qū)間大)t非均勻量化時(shí)，大信號量化噪聲大非均勻量化時(shí)，大信號量化噪聲大小信號量化噪聲小小信號量化噪聲小但是直接非均勻量化，電路實(shí)現(xiàn)很困難但是直接非均勻量化，電路實(shí)現(xiàn)很困難信號變化時(shí)信噪比基本不變，聽覺舒適信號變化時(shí)信噪比基本不變，聽覺舒適嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化（B）間接非均勻量化均勻量化非均勻壓縮抽樣后信號抽樣后信號124大信號壓縮率大大信號壓縮率大小信號壓縮率小小信號壓縮率小11.21.6通過傳輸通過傳輸?shù)浇邮斩说浇邮斩朔蔷鶆蚪鈮嚎s（即擴(kuò)張器）大信號放大倍數(shù)大大信號放大倍數(shù)大小信號放大倍數(shù)小小信號放大倍數(shù)小124達(dá)到了達(dá)到了

14、非均勻量化非均勻量化效果效果下面主要學(xué)習(xí)非均勻壓縮下面主要學(xué)習(xí)非均勻壓縮嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化（3）非均勻壓縮律n國際電信聯(lián)盟電信部（ITU-T）規(guī)定了2種非均勻壓縮律n壓縮律) 11()1 (1)1 (1xnxny是大于是大于0的常數(shù)的常數(shù)y是是x的對數(shù)函數(shù)的對數(shù)函數(shù)此時(shí)相當(dāng)于沒有壓縮求導(dǎo)可知通過對分子分母同時(shí)對時(shí)當(dāng),0 xy )1001 (ln101ln)1001ln(, 10,100,0101xxyx則且例如時(shí)當(dāng)倍放大了當(dāng)倍放大了例如3 . 3,66. 0, 2 . 0;2 . 5,52. 0, 1 . 0yxyx在實(shí)際系統(tǒng)中取在實(shí)際系統(tǒng)中取255嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí)

15、 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化A壓縮律（我國使用）1|1n11|n111|0n11xAAxAAxAAxyA是大于是大于1的常數(shù)的常數(shù)y是是x的的2段函數(shù)：段函數(shù)：第第1段是線性函數(shù)段是線性函數(shù)第第2段是指數(shù)函數(shù)段是指數(shù)函數(shù)此時(shí)相當(dāng)于沒有壓縮即段函數(shù)變成時(shí)當(dāng)x,y,1,1yA)87.610(166 .87ln16 .871, 6 .87,1xxxyAA當(dāng)段函數(shù)為則第通常時(shí)當(dāng)) 187.61(6 .87ln1)6 .87ln(12xxy當(dāng)段函數(shù)為第倍放大了當(dāng)倍放大了例如5 . 3, 7 . 0, 2 . 0;8 . 5,58. 0, 1 . 0yxyx嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化

16、量化信噪比的改善度（相對于均勻量化而言）度對于均勻量化時(shí)的改善來表示一個(gè)量化方法相我們用dxdylg20即沒有改善改善度例如在均勻量化時(shí), 01,dBQdxdyxydBQdxdyxdB7 .266 .21lg206 .21101ln0010100,改善度處在當(dāng)律非均勻量化時(shí)在大于大于0表示改善，比均勻量化好表示改善，比均勻量化好dBQdxdyxdB4 .1321. 0lg2021. 0101ln1010011改善度處在小于小于0表示惡化，不如均勻量化表示惡化，不如均勻量化可見，非均勻量化改善了小信號信噪比，但是是以犧牲大信號信噪可見，非均勻量化改善了小信號信噪比，但是是以犧牲大信號信噪比為代價(jià)

17、的。但對于語音通信而言，這正是我們所需要的。比為代價(jià)的。但對于語音通信而言，這正是我們所需要的。嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化對圖6.13的解釋量化信噪比量化信噪比(dB)x(dB)均勻量化均勻量化小信號小信號大信號大信號X=1非均勻量化非均勻量化大信號大信號時(shí)均勻時(shí)均勻量化優(yōu)量化優(yōu)于非均于非均勻量化勻量化小信號小信號時(shí)非均時(shí)非均勻量化勻量化優(yōu)于均優(yōu)于均勻量化勻量化若要保若要保證信噪證信噪比高于比高于此門限此門限采用均勻量化采用均勻量化x能取的范圍能取的范圍采用非均勻量化采用非均勻量化x能取的范圍能取的范圍嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化信號的歸一化問題n無論是律

18、還是A律，自變量x的取值范圍都是-1,1n因此，在非均勻量化計(jì)算前，必須先將x進(jìn)行歸一化運(yùn)算，即電壓壓縮器可能輸入的最大壓縮器的瞬時(shí)輸入電壓x律運(yùn)算律或再進(jìn)行則此時(shí)取時(shí)當(dāng)輸入電壓為如果信號電壓范圍為例如AxVVV0.5,31.55 . 1,3,3,嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化6.4.1 量化量化-2非均勻量化非均勻量化-A律律13折線折線n無論是律還是A律，如果精確地用電路實(shí)現(xiàn)起來都是很困難的n所以人們用多段折線來逼近律或A律的曲線，這種方法類似于高頻非線性電路分析法中的“折線分析法”n為了盡可能減小誤差，采用15折線逼近律，采用13折線逼近A律n下面我們以A律13折線來說明

19、其原理嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化6.4.1 量化量化-2非均勻量化非均勻量化-A律律13折線折線的情況所以我們先考慮的曲線是成中心對稱的區(qū)間和在由于10, 1 , 00 , 1xxx12141811613216411281186848281838587412181斜率214181斜率1斜率24y0嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化A律13折線（續(xù)）把上圖靠近原點(diǎn)的區(qū)域進(jìn)行放大把上圖靠近原點(diǎn)的區(qū)域進(jìn)行放大321641128181828316128181斜率16)1281641(81斜率12816418182靠近原點(diǎn)的靠近原點(diǎn)的4段斜率相段斜率相同，所以看作同，所以

20、看作1段線段段線段所以共有所以共有2*8-4+1=13折線折線16斜率16斜率xy嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化13折線整體圖由于，正負(fù)軸完全成中心對稱，所以我們只討論這一段嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化正半軸的段落編號嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化為了減小量化誤差而采取的另一措施：將每個(gè)段又平均平均分為16小份x121418116132164112811613216411281個(gè)計(jì)為可見最小分辨率為1,20481161281163264128256512102420486416102420488段的量化間隔第 327量化間隔段的第168 44段

21、的量化間隔第 23量化間隔段的第段的量化間隔、第 21憶注意此表可推出不必記應(yīng)可以看懂表至此1 . 6,嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化y01/82/83/84/85/86/87/81按折線分段時(shí)的x01/1281/641/321/161/81/41/21段落12345678量化間隔1/20481/20481/10241/5121/2561/1281/641/32量化間隔(以計(jì))248163264段落長度1/1281/1281/641/321/161/81/41/2段落長度(以計(jì))161632641282565121024斜率161684211/21/413折線各分段參數(shù)折線各分

22、段參數(shù)嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化6.4.2 編碼和譯碼n1、常用的二進(jìn)制碼型及其特點(diǎn)n2、PCM的編碼碼型的選擇、碼的位數(shù)、每位的功能安排逐次比較型編碼器原理n3、PCM的譯碼嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化1、常用的二進(jìn)制碼型及其特點(diǎn)n（1）自然二進(jìn)制碼n（2）折疊二進(jìn)制碼n（3）格雷二進(jìn)制碼嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化（1）自然二進(jìn)制碼n最小值為全0；最大值為全1；中間按自然二進(jìn)制遞增規(guī)律遞增。n例如當(dāng)量化區(qū)間數(shù)M=8時(shí)0 0 0最小值最小值最大值最大值1 1 10 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 0因?yàn)樾盘柾ǔＳ姓?/p>

23、有因?yàn)樾盘柾ǔＳ姓胸?fù)，所以我們把量化負(fù)，所以我們把量化編碼分成正負(fù)編碼分成正負(fù)2區(qū)區(qū)正半?yún)^(qū)正半?yún)^(qū)負(fù)半?yún)^(qū)負(fù)半?yún)^(qū)特點(diǎn)特點(diǎn)1：正半?yún)^(qū)首字節(jié)為：正半?yún)^(qū)首字節(jié)為1；負(fù)半?yún)^(qū)首字節(jié)為；負(fù)半?yún)^(qū)首字節(jié)為0；利于首位編碼；利于首位編碼特點(diǎn)特點(diǎn)2：符合遞增規(guī)律；利于電路編碼的簡化：符合遞增規(guī)律；利于電路編碼的簡化特點(diǎn)特點(diǎn)3：小信號的首位誤碼引起的誤差較大（如：小信號的首位誤碼引起的誤差較大（如100-000，誤碼引起誤碼引起4個(gè)量級的跳變），所以用于個(gè)量級的跳變），所以用于PCM的后的后4位編碼位編碼嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化（2）折疊二進(jìn)制碼n先把信號分成正負(fù)2個(gè)半?yún)^(qū)n正半?yún)^(qū)首位全為1；負(fù)半

24、區(qū)首位全為0n正半?yún)^(qū)的最小值的后幾位全為0n正半?yún)^(qū)的最小值到最大值的后幾位按自然二進(jìn)制碼遞增n負(fù)半?yún)^(qū)的碼的后幾位與正半?yún)^(qū)成鏡像（即折疊）關(guān)系正半?yún)^(qū)正半?yún)^(qū)負(fù)半?yún)^(qū)負(fù)半?yún)^(qū)111100000 00 11 01 10 00 11 01 1特點(diǎn)特點(diǎn)1：正半?yún)^(qū)首字節(jié)為：正半?yún)^(qū)首字節(jié)為1；負(fù)半?yún)^(qū)首字節(jié)為；負(fù)半?yún)^(qū)首字節(jié)為0；利于首位編碼；利于首位編碼特點(diǎn)特點(diǎn)2：小信號的首位誤碼引起的誤差較?。ㄈ纾盒⌒盘柕氖孜徽`碼引起的誤差較?。ㄈ?00-000，誤差只有誤差只有1個(gè)量化級跳變），所以用于個(gè)量化級跳變），所以用于PCM的前的前4位編碼位編碼嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化（3）格雷碼n先把信號分成正

25、負(fù)2個(gè)半?yún)^(qū)n正半?yún)^(qū)首位全為1；負(fù)半?yún)^(qū)首位全為0n再把負(fù)半?yún)^(qū)平分成2個(gè)區(qū)n其中下半?yún)^(qū)的第2位全為0n其中上半?yún)^(qū)的第2位全為1正半?yún)^(qū)正半?yún)^(qū)負(fù)半?yún)^(qū)負(fù)半?yún)^(qū)111100000011依次類推，直到最后依次類推，直到最后1位也確定下來位也確定下來01沒有完全確定下來的碼位，按照鏡沒有完全確定下來的碼位，按照鏡像方式從下面像方式從下面“一半一半”來獲得確定來獲得確定101 01 10 10 0特點(diǎn)特點(diǎn)1：正半?yún)^(qū)首字節(jié)為：正半?yún)^(qū)首字節(jié)為1；負(fù)半?yún)^(qū)首字節(jié)為；負(fù)半?yún)^(qū)首字節(jié)為0；利于首位編碼；利于首位編碼特點(diǎn)特點(diǎn)2：任意相鄰的：任意相鄰的2個(gè)碼只有個(gè)碼只有1位不同，小信號的誤碼引起的位不同，小信號的誤碼引起的誤差最小

26、，但電路實(shí)現(xiàn)起來電路復(fù)雜，故沒有在誤差最小，但電路實(shí)現(xiàn)起來電路復(fù)雜，故沒有在PCM中采用中采用嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化2、PCM編碼（1）碼型選擇n為了使電路盡可能簡單，所以希望無論正、負(fù)信號都采用同一電路，只要有1位碼區(qū)分信號極性即可例如我們希望 +0.1V和-0.1V除了符號位不一樣外,其他位都一樣(這樣整流后可以用同一編碼電路)n這種思路恰好符合折疊碼的特點(diǎn)，所以PCM的前4位編碼采用的是折疊碼例如教材表6.2中,折疊碼的正、負(fù)極性部分第一個(gè)碼分別是1000和0000，除第1位符號位外其余各位完全一樣嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化(2)碼位的安排PC

27、M前4位采用折疊碼（1位極性碼；3位段落碼）為了把小信號區(qū)畫得清楚，并沒有按比例來畫為了把小信號區(qū)畫得清楚，并沒有按比例來畫20481 102421 51241 25681 128161 6432132641 321281正半?yún)^(qū)第1段100064321128161256815124110242110241正半?yún)^(qū)第2段1001正半?yún)^(qū)第3段1010正半?yún)^(qū)第4段1011正半?yún)^(qū)第5段1100正半?yún)^(qū)第6段1101正半?yún)^(qū)第7段1110正半?yún)^(qū)第8段1111負(fù)半?yún)^(qū)第1段0000負(fù)半?yún)^(qū)第2段0001負(fù)半?yún)^(qū)第3段0010負(fù)半?yún)^(qū)第4段0011負(fù)半?yún)^(qū)第5段0100負(fù)半?yún)^(qū)第6段0101負(fù)半?yún)^(qū)第7段0110負(fù)半?yún)^(qū)第8段0

28、1117C極性碼6C段落碼5C4C0嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化PCM的后4位屬于段內(nèi)碼(采用的自然碼)憶注意此表可推出不必記同學(xué)們應(yīng)可以看懂表至此3 . 6,x12141811613216411281161321641128116326412825651210242048 648段的量化間隔第 327量化間隔段的第168 44段的量化間隔第 23量化間隔段的第段的量化間隔、第 2100000001010001011000100111001101001000110110011110101011111011113C段段內(nèi)內(nèi)碼碼2C1C0C11111111111111111111

29、111111111111111111111111111111111111111111117C6C5C4C11100000編碼每個(gè)小區(qū)間都有唯一的以此類推,11011100嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化表 6-3 段落碼、段內(nèi)碼及相應(yīng)電平值的關(guān)系段落序號段落碼段落起點(diǎn)電平()段內(nèi)碼對應(yīng)電平()段內(nèi)量化級數(shù)()量化間隔()C6C5C4C3C2C1C01000084211612001168421161301032168423224011643216846445100128643216812886101256128643216256167110512256128643251232811

30、11024512256 12864102464嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化PCM逐次比較法編碼器原理n類似于用1g、2g、4g的砝碼和天平來稱07g的物體的具體重量n先把4g與物體放于天平兩端如果物體重于4g則再加2g如果物體輕于4g則將4g換成2gn依次類推，可稱出物體具體重量n逐次比較法PCM編碼器與此完全類似嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化PCM逐次比較法編碼步驟（極性碼）0, 10:77CCx否則則若大于等于第一步x0y)01, 2 . 6(第一位都是凡是負(fù)極性部分的編碼第一位都是凡是正極性部分的編碼參見教材表2048204817C07C436,6.4.

31、2輸入樣值為例例我們以教材的104367C嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化PCM逐次比較法編碼步驟（段落碼）相比較段的交界段與后即前與將第二步)44(128:x1,41286Cxx段處于后，則說明若0,41286Cxx段處于前，則說明若x0y20481024512256128643216正半?yún)^(qū)的段落碼分配情況（正半?yún)^(qū)的段落碼分配情況（C6C5C4）(參見表參見表6.2的折疊碼的正半?yún)^(qū)的后的折疊碼的正半?yún)^(qū)的后3位位)0000010100111001011101116C5C4C11284366C嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化PCM逐次比較法編碼步驟（段落碼）相比較段的

32、交界段與即與將第三步)8765(125:x1,871255Cxx段處于，則說明若0,651255Cxx段處于，則說明若x0y20481024512256128643216正半?yún)^(qū)的段落碼分配情況（正半?yún)^(qū)的段落碼分配情況（C6C5C4）0000010100111001011101116C5C4C05124365C嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化PCM逐次比較法編碼步驟（段落碼）相比較段的交界段與即與將第四步)65(256:x1,62564Cxx段處于，則說明若0,52564Cxx段處于，則說明若x0y20481024512256128643216正半?yún)^(qū)的段落碼分配情況（正半?yún)^(qū)的段落碼

33、分配情況（C6C5C4）0000010100111001011101116C5C4C12564364C嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化PCM逐次比較法編碼步驟（段內(nèi)碼）相比較份的交界份與后前與將第五步)88(843:x1,83843Cxx份處于后，則說明若0,83843Cxx份處于前，則說明若x0y512256第第6段的段內(nèi)碼分配情況（段的段內(nèi)碼分配情況（C3C2C1C0）（按自然碼遞增）（按自然碼遞增）3C13844363C00000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011113842C1C0C嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格

34、 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化PCM逐次比較法編碼步驟（段內(nèi)碼）相比較份的交界份與第第與將第六步)1613129(448:x1,16134482Cxx份處于，則說明若0,1294482Cxx份處于，則說明若x0y512256第第6段的段內(nèi)碼分配情況（段的段內(nèi)碼分配情況（C3C2C1C0）（按自然碼遞增）（按自然碼遞增）3C00000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011113842C1C0C448嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化PCM逐次比較法編碼步驟（段內(nèi)碼）相比較份的交界份與第第與將第七步)12

35、11109(416:x1,12114161Cxx份處于，則說明若0,1094161Cxx份處于，則說明若x0y512256第第6段的段內(nèi)碼分配情況（段的段內(nèi)碼分配情況（C3C2C1C0）（按自然碼遞增）（按自然碼遞增）3C00000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011113842C1C0C448416嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化PCM逐次比較法編碼步驟（段內(nèi)碼）相比較份的交界份與第第與將第八步)1211(432:x1,124320Cxx份處于第，則說明若0,114320Cxx份處于第，則說明若x0y

36、512256第第6段的段內(nèi)碼分配情況（段的段內(nèi)碼分配情況（C3C2C1C0）（按自然碼遞增）（按自然碼遞增）3C14324360C00000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011113842C1C0C448416432嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化例題6.3若已知信號幅度在-3V,+3V之間,求+1.23V對應(yīng)的PCM編碼對應(yīng)的歸一化值解：先求出V23. 141. 0322. 1VV數(shù)的再求出該歸一化值對應(yīng)68.839204841. 012868.8391)(1068.8397CPCM極性位位編碼第1,

37、46C段它屬于后51268.8391,875C段段或第它屬于第102468.8390,74C段它屬于第段的中點(diǎn)我們先找出第在進(jìn)行段內(nèi)編碼前7,76821024512嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化76868.8391,873C份段的后它屬于第x121418151210242048 648段的量化間隔第 327量化間隔段的第16768份的中點(diǎn)段的后而第878962102476889689668.8390,12972C份段的第它屬于第份的中點(diǎn)段的而第1297832289676883283268.8391,1121171C份份中的段的第它屬于第嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)

38、字化x121418151210242048 648段的量化間隔第16896832份的中點(diǎn)段的而第12117864289683286468.8390,1170C份段的第它屬于第1110101007CC綜上所解可得嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化PCM（非線性編碼）與線性碼的位數(shù)的比較（設(shè)最小單位都是）n我們知道1對應(yīng)的量化數(shù)為2048n如果不采用上述PCM編碼，而采用線性編碼，則因?yàn)?048是2的11次方所以要想用線性編碼（不壓縮）對0 2048中的任意一個(gè)量化數(shù)進(jìn)行編碼需要11位n而PCM只用了7位嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化PCM逐次量化編碼器電路框圖7C06

39、 CC0 1 則輸出則輸出WSWSIIII嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化3、PCM的譯碼n是編碼的逆過程，例：01011001n本教材找到某一段的某一小份后，譯碼用的是該小份的起點(diǎn)，例如本書例題6.4.3n有些通信原理教材譯碼時(shí)用的是該小份的中點(diǎn)，即應(yīng)為-408n采用中點(diǎn)的目的是為了減少量化誤差嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化表 6-3 段落碼、段內(nèi)碼及相應(yīng)電平值的關(guān)系段落序號段落碼段落起點(diǎn)電平()段內(nèi)碼對應(yīng)電平()段內(nèi)量化級數(shù)()量化間隔()C6C5C4C3C2C1C010000842116120011684211613010321684232240116432

40、1684644510012864321681288610125612864321625616711051225612864325123281111024512256 12864102464嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化補(bǔ)充：補(bǔ)充： PCM系統(tǒng)的傳輸格式系統(tǒng)的傳輸格式1. 時(shí)分復(fù)用：在時(shí)域上分離，頻譜上重疊。時(shí)分復(fù)用：在時(shí)域上分離，頻譜上重疊。2. 數(shù)字復(fù)接：數(shù)字復(fù)接：（1）將兩路或兩路以上的低速數(shù)字流合并成單）將兩路或兩路以上的低速數(shù)字流合并成單一的較高速率的數(shù)字流的處理技術(shù)。一的較高速率的數(shù)字流的處理技術(shù)。（2）復(fù)接方式：位復(fù)接、字復(fù)接、幀復(fù)接。）復(fù)接方式：位復(fù)接、字復(fù)接、幀

41、復(fù)接。嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化3. PCM系統(tǒng)的一次群用系統(tǒng)的一次群用30路（路（A律）或律）或24路路（律）話音構(gòu)成。律）話音構(gòu)成。（1）抽樣速率）抽樣速率fs=8kHz，幀長為，幀長為125s。（2）30/32路制式的幀結(jié)構(gòu)。路制式的幀結(jié)構(gòu)。Ts0Ts1 Ts15Ts16Ts17 Ts31 每幀分為每幀分為32個(gè)時(shí)隙，其中個(gè)時(shí)隙，其中30個(gè)時(shí)隙為用戶個(gè)時(shí)隙為用戶時(shí)隙，時(shí)隙，Ts0為幀同步時(shí)隙，為幀同步時(shí)隙，Ts16為信令時(shí)隙。為信令時(shí)隙。嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化系統(tǒng)速率：系統(tǒng)速率： 只傳一路：只傳一路

42、：Rb=88k64k bit/s。 一次群：一次群： Rb=3288k2048k bit/s。一次群的相關(guān)時(shí)間：一次群的相關(guān)時(shí)間： 幀長：幀長：125s。 字長：字長：3.9s。 位長：位長：0.49s。嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化（3）24路制式的幀結(jié)構(gòu)路制式的幀結(jié)構(gòu)Ts0Ts1Ts2Ts24 每每1212幀構(gòu)成一個(gè)復(fù)幀，復(fù)幀周期為幀構(gòu)成一個(gè)復(fù)幀，復(fù)幀周期為12ms12ms。1212幀中幀中奇數(shù)幀的第奇數(shù)幀的第193193位構(gòu)成位構(gòu)成101010101010幀同步碼組，而偶數(shù)幀的幀同步碼組，而偶數(shù)幀的第第193193比特構(gòu)成復(fù)幀同步碼組比特構(gòu)成復(fù)幀同步碼組000111.00

43、0111.幀同步建立時(shí)間幀同步建立時(shí)間比比PCM30/32PCM30/32幀結(jié)構(gòu)長。幀結(jié)構(gòu)長。每幀周期125s,193比特每路8比特，824=192比特1比特幀同步碼嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化系統(tǒng)速率：系統(tǒng)速率： 只傳一路：只傳一路：Rb=88k64k bit/s 一次群：一次群： Rb=(248+1)8k1544k bit/s一次群的相關(guān)時(shí)間：一次群的相關(guān)時(shí)間： 幀長：幀長：125s 字長：字長：5.18s 位長：位長：0.647s嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化制式級別標(biāo)稱電路數(shù)碼率Mb/s備注PCM30/32基群302.0483264 (Kb/s)二次群

44、1208.44842048+256 (Kb/s)三次群48034.26848448+572 (Kb/s)四次群1920139.264434368+1792 (Kb/s)五次群7680564.9904139264+7936 (Kb/s)PCM24基群241.5442464+8 (Kb/s)二次群966.31241544+136 (Kb/s)三次群480(日)32.06456312+504 (Kb/s)672(美)44.73676312+552 (Kb/s)嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化6.5 增量調(diào)制(M)系統(tǒng)n1、M系統(tǒng)產(chǎn)生的背景n2、M系統(tǒng)的基本原理n3、M系統(tǒng)的量化噪聲n4

45、、M系統(tǒng)的過載現(xiàn)象及避免方法n5、PCM與M的比較嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化1、M系統(tǒng)產(chǎn)生的背景n我們先研究一下PCM的帶寬tPCM波形波形10100111因?yàn)橐驗(yàn)?位是位是1次采樣的編碼，所以次采樣的編碼，所以這這8位的寬度就是采樣周期位的寬度就是采樣周期所以所以1位的寬度就是采樣周期的位的寬度就是采樣周期的1/8ST81即其寬度該窄方波的付立葉變換為該窄方波的付立葉變換為f1SSfTB8181其帶寬取其主瓣寬度kHz40人的語音頻率在kHzfS 8根據(jù)低通抽樣定理)4(64 PCMkHzkHzB的頻帶寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模擬語音信號帶寬嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)

46、字化2、M系統(tǒng)的基本原理n能不能將每次抽樣的編碼位數(shù)減少（最好能減少到1位），以減小數(shù)字信號帶寬呢？t010111011100反之則下一個(gè)臺階，則上一個(gè)臺階抽樣值若比目前臺階高其規(guī)律可總結(jié)為：每個(gè)臺階的高度均為01,下臺階編碼為上臺階編碼為嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化編碼與階梯狀波形的關(guān)系n如果我們把上圖中M編碼中的“0”統(tǒng)統(tǒng)換成“-1”，則會(huì)發(fā)現(xiàn)編碼與階梯狀波形之間的關(guān)系如下：n將某一時(shí)刻之前的M編碼相加，得到的“和”就是當(dāng)前階梯狀波形的高度n根據(jù)此規(guī)律，人們發(fā)明了M編碼和解碼的實(shí)現(xiàn)框圖嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化M系統(tǒng)編碼實(shí)現(xiàn)原理減法器)(tm積分器積分

47、器的初始狀態(tài)為積分器的初始狀態(tài)為0判決器抽樣脈沖抽樣脈沖編碼M)(tm10)()(10)()(則輸出若則輸出若tmtmtmtm輸出的循環(huán)判決減法從而形成下一個(gè)圖的跟蹤波形輸出后相當(dāng)于累加信號經(jīng)過積分雙極性)19. 6()()(tmM嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化M系統(tǒng)的接收原理nM系統(tǒng)的接收器是非常簡單的,這正是M系統(tǒng)目前還在廣泛使用的原因1-1 111-1 111-1 -1編碼M積分器積分器的初始狀態(tài)為積分器的初始狀態(tài)為0t積分器輸出積分器輸出低通濾波器（LPF）恢復(fù)的恢復(fù)的原始信原始信號號m(t)m(t)嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化3、M系統(tǒng)的量化噪聲t0

48、10111011100的整數(shù)倍高度肯定是由于量化后的臺階函數(shù)故會(huì)產(chǎn)生量化噪聲一定相等所以它和原樣值之間不,)()(teteqq的范圍為量化誤差嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化3、M系統(tǒng)的量化噪聲(續(xù))是一個(gè)隨機(jī)過程量化誤差)(teq則有內(nèi)均勻分布在其范圍設(shè),)()(teteqq21)()2(efq其概率密度函數(shù)0)() 1 (teEaq數(shù)學(xué)期望得這一性質(zhì)率就是其方差無直流的平穩(wěn)過程的功根據(jù),)(2ateEq發(fā)送端量化噪聲功率)(2teEqdeefeq)(2dee21232嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化4、M系統(tǒng)的過載現(xiàn)象及避免方法（1）過載產(chǎn)生的原因n由于M系統(tǒng)一

49、次采樣只能輸出1bitn也就是說1次只能調(diào)整1個(gè)臺階來跟蹤原始信號m(t)n如果原始信號變化太快，則有可能跟蹤不上，從而造成所謂“過載”t010111幅增加從而使量化噪聲功率大過載時(shí)量化誤差會(huì)超過嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化（2）避免過載的方法n從上圖中我們不難看出，要避免過載現(xiàn)象，就需要階梯狀波形能跟蹤上原始信號m(t)n從數(shù)學(xué)角度分析，即原始信號的最大斜率不能超過階梯狀波形的斜率tdttdmmax)(即為采樣間隔其中 tSSftf1則采樣間隔如果采樣頻率為Sfdttdmmax)(得嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化特殊地，當(dāng)m(t)為單一正弦（或余弦）信號時(shí)的

50、不過載的條件tAtmksin)(當(dāng)tAdttdmkkcos)(則kAdttdmmax)(Sfdttdmmax)(根據(jù)上頁結(jié)論SkfA得嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化M系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍n同時(shí)滿足“不過載”和“分辨率”條件下原始信號m(t)的振幅范圍需要為了避免過載,) 1 (SkfAkSkSfffA2即具有一定的分辨率為了使)2(0信號幅度過小導(dǎo)致的分辨率不夠的問題信號幅度過小導(dǎo)致的分辨率不夠的問題峰值超過需要峰-A2-峰值對于正弦信號峰2A即即所謂動(dòng)態(tài)范圍綜上,22,kSffA嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化求不過載時(shí)的編碼速率，編碼，若進(jìn)行對信號例VMt1 . 0

51、2000cos54 . 6SkfA函數(shù)不過載條件或余弦根據(jù)單一正弦解)(:Sf1 . 020005即)(105HzfS得)/(10115sbitRMb個(gè)編碼次抽樣只產(chǎn)生系統(tǒng)嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化的動(dòng)態(tài)范圍求采樣頻率是，編碼，若進(jìn)行對信號例AHzVMtA,101 . 01000cos5 . 64kSfA2:根據(jù)動(dòng)態(tài)范圍公式解1000101 . 021 . 04 A即)( 1)(05. 0VAV即嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化5、PCM與M的比較n1、量化信噪比的比較當(dāng)PCM每個(gè)抽樣的編碼位數(shù)N4時(shí)，PCM優(yōu)于M；而且編碼位數(shù)越大，PCM的優(yōu)勢越明顯。(標(biāo)準(zhǔn)

52、的PCM的N=8)n2、對信道誤碼率的要求PCM對信道要求高；M對信道要求低n3、設(shè)備復(fù)雜度M系統(tǒng)非常簡單，但不易復(fù)用PCM設(shè)備略復(fù)雜，但可以通過復(fù)用降低成本嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化?,0002cos)64(6 . 6個(gè)大哪個(gè)小的最小量化電平比較哪與的最小值件下編碼，求滿足不過載條進(jìn)行對信號的編碼速率若以標(biāo)準(zhǔn)例PCMMtkHzPCMSkfA函數(shù)不過載條件或余弦根據(jù)單一正弦解)(:6400020001即)(098. 0640002000V即)(0005. 0204812048VPCM振幅最大值中最小量化電平為在點(diǎn)結(jié)論此例題印證了上頁的2調(diào)制更容易實(shí)現(xiàn)，、在相同的編碼速率下M

53、1量化噪聲更?。r(shí)，、編碼位數(shù)為（PCM4嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化6.6 M和PCM改進(jìn)型(了解內(nèi)容)n6.6.1 總和增量調(diào)制n6.6.2 差分PCMn6.6.3 自適應(yīng)編碼嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化n6.6.1 總和增量調(diào)制總和增量調(diào)制(-M) )(tm)(te)(tg)( tm抽樣脈沖LPF積分器積分器積分器微分器判決器相減器)(tp系統(tǒng)原理框圖圖M276嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)格 求實(shí) 求是第六章 模擬信號的數(shù)字化 與與M系統(tǒng)類似，系統(tǒng)類似，M系統(tǒng)也會(huì)發(fā)生過載現(xiàn)象。系統(tǒng)也會(huì)發(fā)生過載現(xiàn)象。我們已經(jīng)知道，在我們已經(jīng)知道，在M系統(tǒng)中，不發(fā)生斜率過載的條件系統(tǒng)中，不發(fā)生斜率過載的條件是：是： sfdttdmmax)(而在而在M系統(tǒng)中，輸入信號先經(jīng)過積分器，然后再系統(tǒng)中，輸入信號先經(jīng)過積分器，然后再進(jìn)行增量調(diào)制。這時(shí)圖中減法器的輸入信號為進(jìn)行增量調(diào)制。這時(shí)圖中減法器的輸入信號為dttmtg)()(嚴(yán)謹(jǐn) 嚴(yán)