華北電力大學(xué)通信系統(tǒng)原理

（優(yōu)選）華北電力大學(xué)通信系統(tǒng)原理本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第1頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分第5章模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸5.1引言5.2模擬信號(hào)的抽樣5.3實(shí)際抽樣5.4脈沖調(diào)制5.5模擬信號(hào)的量化5.6脈沖編碼調(diào)制5.7差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）與自適應(yīng)差分脈沖調(diào)制（ADPCM）5.8增量調(diào)制（DM）5.9時(shí)分多路復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng)本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第2頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分基于微機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)5.1引言本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第3頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分在數(shù)字通信系統(tǒng)中信道傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)。但自然界中，有些信源是以模擬形式出現(xiàn)的，如話音、圖像等。因此在進(jìn)行數(shù)字通信時(shí)往往需先對(duì)信號(hào)（模擬的）數(shù)字化。本章重點(diǎn)討論模擬信號(hào)數(shù)字化的基本方法。主要有PCM、ΔM和ADPCM。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第4頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸系統(tǒng)模擬信號(hào)源信宿數(shù)字通信系統(tǒng)m(t)模擬隨機(jī)信號(hào){sk}數(shù)字隨機(jī)序列^mk(t){^sk}A/DD/A本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第5頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分模擬信號(hào)數(shù)字化的過(guò)程一般分三步

抽樣：指抽取樣值，抽樣的多少以及快慢對(duì)通信的性能指標(biāo)有決定性的影響。在通信中抽樣點(diǎn)太少容易失真，太多時(shí)數(shù)據(jù)量大，傳輸時(shí)間長(zhǎng)，效率低。（帶寬大，因Rb大）。

抽樣類似物理實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)曲線的描繪。

量化：抽樣值可以取無(wú)窮個(gè)，但量化電平值有限。

編碼：將抽樣值利用N個(gè)二進(jìn)制信號(hào)表示本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第6頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第7頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分第5章模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸5.1引言5.2模擬信號(hào)的抽樣5.3實(shí)際抽樣5.4脈沖調(diào)制5.5模擬信號(hào)的量化5.6脈沖編碼調(diào)制5.7差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）與自適應(yīng)差分脈沖調(diào)制（ADPCM）5.8增量調(diào)制（DM）5.9時(shí)分多路復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng)本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第8頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.2模擬信號(hào)的抽樣5.2.1低通抽樣定理1、定理描述頻率受限于（0，）的時(shí)間連續(xù)信號(hào)m(t),若抽樣頻率不小于2，則m(t)可被其抽樣值完全確定。。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第9頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分2.證明（包含兩個(gè)問(wèn)題）模型1)本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第10頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分頻率卷積本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第11頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分問(wèn)題：如何確定抽樣頻率的選擇？利用圖解法解釋

已抽樣信號(hào)ms(t)的頻譜是無(wú)窮多個(gè)間隔為的相疊加而成。意味著包含的全部信息。已抽樣信號(hào)的頻譜本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第12頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分抽樣定理的全過(guò)程：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第13頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分得到結(jié)論：奈奎斯特間隔：抽樣的最大時(shí)間間隔：注意：當(dāng)抽樣間隔大于奈奎斯特間隔時(shí)，抽樣函數(shù)的頻譜會(huì)重疊。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第14頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分抽樣頻率不同時(shí)，的變化如圖本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第15頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分2)如何利用抽樣值恢復(fù)原始信號(hào)本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第16頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分從時(shí)域上分析：濾波器的傳遞函數(shù)本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第17頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分m(t)在時(shí)間域的表達(dá)式可以由抽樣值構(gòu)成，即將每個(gè)抽樣值和一個(gè)抽樣函數(shù)相乘后得到的波形加起來(lái)就得到原信號(hào)m(t)。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第18頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分基于Systemvue仿真本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第19頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分500Hz抽樣恢復(fù)的波形已抽樣序列原始波形本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第20頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分100Hz抽樣恢復(fù)的波形200Hz抽樣恢復(fù)的波形本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第21頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分問(wèn)題：帶通信號(hào)的抽樣

當(dāng)連續(xù)信號(hào)的頻帶不是限于0與fH之間，而是限制在之間，其抽樣速率如何確定？本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第22頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.2.2帶通抽樣定理1.描述：頻率受限于（，）的模擬信號(hào)m(t),其最小抽樣頻率滿足：當(dāng)當(dāng)本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第23頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分證明第（1）種情況特點(diǎn)：該帶通信號(hào)的最高頻率和最低頻率是帶寬的整數(shù)倍。關(guān)于當(dāng)則：抽樣頻率為帶通信號(hào)帶寬的兩倍。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第24頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分示意圖本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第25頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分證明第（2）種情況帶通信號(hào)的最高頻率fH不是帶寬B的整數(shù)倍。時(shí)，證明如下，這里n=5抽樣頻率的選取原則：已抽樣信號(hào)的頻譜不發(fā)生重疊。按照頻率卷積定理本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第26頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分T()dfH=nB+kB(n=5)時(shí)帶通信號(hào)的抽樣

2fH2nB2fH-2nB本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第27頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分每次需多移，這樣原來(lái)只隔2B，再加上多移的其中：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第28頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分抽樣頻率與信號(hào)最低頻率fL之間的關(guān)系結(jié)論：實(shí)際中的窄帶高頻信號(hào)，其抽樣頻率近似等于2B。因?yàn)檫@時(shí)n很大。

應(yīng)用：FDM數(shù)字化，SBC——子帶編碼本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第29頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分例題5-11.某音頻信號(hào)頻率范圍是20-15000Hz，對(duì)其進(jìn)行抽樣，問(wèn)題：抽樣頻率為多少？為了降低抽樣頻率，讓信號(hào)先經(jīng)過(guò)一個(gè)低通濾波器，截止頻率為6000Hz，問(wèn)抽樣頻率為13000Hz時(shí)，能否從樣值中無(wú)失真的恢復(fù)出來(lái)？如果抽樣頻率為11000Hz時(shí)，情況如何？2.某帶通信號(hào)，頻率范圍是2100Hz-2400Hz，那么，抽樣頻率最小為多少？本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第30頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分思考：抽樣定理的意義是什么？對(duì)于同一信號(hào)，抽樣頻率的高低有什么影響？舉例說(shuō)出抽樣定理的應(yīng)用實(shí)例本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第31頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分第5章模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸5.1引言5.2模擬信號(hào)的抽樣5.3實(shí)際抽樣5.4脈沖調(diào)制5.5模擬信號(hào)的量化5.6脈沖編碼調(diào)制5.7差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）與自適應(yīng)差分脈沖調(diào)制（ADPCM）5.8增量調(diào)制（DM）5.9時(shí)分多路復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng)本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第32頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.3實(shí)際抽樣

前面抽樣定理用的周期性沖激序列實(shí)際上不易產(chǎn)生，通常用窄脈沖串來(lái)完成抽樣。具體試驗(yàn)方法又分為下面兩種：

自然抽樣（曲頂）

瞬時(shí)抽樣（平頂）

本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第33頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.3.1自然抽樣（曲頂）模型：圖解法觀察過(guò)程如下：脈沖載波Sp(t)由脈寬為秒，重復(fù)周期為T(mén)s秒的矩形脈沖串組成。定義：已抽樣信號(hào)的脈沖“頂部”隨m(t)變化的，即在頂部保持了m(t)的變化規(guī)律。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第34頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分例5-2*周期性矩形脈沖信號(hào)的頻譜復(fù)習(xí)矩形周期脈沖的頻譜本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第35頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分從數(shù)學(xué)表達(dá)式考慮：因?yàn)橐阎罕疚臋n共158頁(yè)；當(dāng)前第36頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分已抽樣信號(hào)的頻譜為：采用矩形窄脈沖抽樣的頻譜與沖激脈沖抽樣的頻譜很類似，區(qū)別僅在于包絡(luò)按抽樣函數(shù)逐漸衰減理想抽樣自然抽樣本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第37頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.3.2瞬時(shí)抽樣1.提出原因：2.實(shí)現(xiàn)方法：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第38頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分3、瞬時(shí)抽樣（平頂）模型本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第39頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分平頂抽樣信號(hào)的頻譜是由H(ω)加權(quán)后的周期性重復(fù)的頻譜所組成，不能在接收端直接利用低通濾波器來(lái)濾出所需的基帶信號(hào)。這種現(xiàn)象稱為孔徑失真.得到的

使原頻譜

產(chǎn)生頻率失真依賴LPF無(wú)法恢復(fù)。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第40頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分所以，恢復(fù)模型變?yōu)椋撼闃踊男盘?hào)為平頂，高度為抽樣時(shí)刻的瞬時(shí)值。下面比較三種抽樣，及恢復(fù)方法。已知：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第41頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分內(nèi)容類型抽樣模型恢復(fù)模型ms(t)Ms(ω)說(shuō)明理想抽樣用低通濾波器可無(wú)失真恢復(fù)原模擬信號(hào)m(t)

自然抽樣用低通濾波器可無(wú)失真恢復(fù)原模擬信號(hào)m(t)瞬時(shí)抽樣

樣值信號(hào)產(chǎn)生了孔徑失真，收端需要采用型頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)才能無(wú)失真恢復(fù)原模擬信號(hào)m(t)備注用到的付里葉變換對(duì)：m(t)ms(t)δT(t)m(t)ms(t)sp(t)LPFms(t)m(t)LPFms(t)m(t)m(t)m’s(t)δT(t)脈沖形成ms(t)本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第42頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分第5章模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸5.1引言5.2模擬信號(hào)的抽樣5.3實(shí)際抽樣5.4脈沖調(diào)制5.5模擬信號(hào)的量化5.6脈沖編碼調(diào)制5.7差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）與自適應(yīng)差分脈沖調(diào)制（ADPCM）5.8增量調(diào)制（DM）5.9時(shí)分多路復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng)本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第43頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.4脈沖調(diào)制1、定義：

用基帶信號(hào)（調(diào)制信號(hào)）去改變脈沖的某些參數(shù)，稱為脈沖調(diào)制。2、分類：相應(yīng)有PAM（脈幅調(diào)制）、PDM（脈寬調(diào)制）和PPM（脈位調(diào)制）。

本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第44頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第45頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分第5章模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸5.1引言5.2模擬信號(hào)的抽樣5.3實(shí)際抽樣5.4脈沖調(diào)制5.5模擬信號(hào)的量化5.6脈沖編碼調(diào)制5.7差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）與自適應(yīng)差分脈沖調(diào)制（ADPCM）5.8增量調(diào)制（DM）5.9時(shí)分多路復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng)本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第46頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.5模擬信號(hào)的量化提出原因：

模擬信號(hào)抽樣以后，抽樣值可以有無(wú)窮多個(gè)，如果用N個(gè)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)表示該樣值的大小，只有有限個(gè)電平與之對(duì)應(yīng)，因此，抽樣值必須必須被劃分為M個(gè)離散電平，即量化電平。一組二進(jìn)制碼：(an-1,an-2,…,a1,a0)則D=an-12n-1+an-22n-2+…+a121+a020便是其對(duì)應(yīng)的十進(jìn)數(shù)（表示量化電平值）。這種“可加性”可簡(jiǎn)化譯碼器的結(jié)構(gòu)。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第47頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.5.1量化及其量化特性

1.量化定義：2.量化信號(hào)

用預(yù)先規(guī)定的有限個(gè)電平來(lái)表示模擬抽樣值的過(guò)程，如后圖?！炕鞯妮敵鰳又怠獙?shí)際抽樣值本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第48頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分量化過(guò)程示意圖m1等：量化區(qū)間的端點(diǎn)本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第49頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分3.量化電平

.….指量化器可能的輸出電平，M為量化電平數(shù)。4.量化間隔本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第50頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.量化誤差

只能減?。炕娖絺€(gè)數(shù)多一點(diǎn)），無(wú)法消除，也稱量化噪聲，大小由個(gè)數(shù)及方法決定。6.量化噪聲量化信噪比是量化器的主要性能指標(biāo)之一。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第51頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分它要求兩個(gè)方面滿足要求：

取值大小25dB以上動(dòng)態(tài)范圍-5~45或0~50dB以（a,b）或（-a，a）表示都滿足要求

PCM系統(tǒng)抗噪聲性能也主要由量化信噪比決定。7.過(guò)載量化噪聲

當(dāng)實(shí)際信號(hào)幅度超過(guò)量化范圍時(shí)，稱發(fā)生了過(guò)載，此時(shí)失真嚴(yán)重。量化器的工作要求：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第52頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.5.2均勻量化把輸入信號(hào)的取值域等距離分割的量化為均勻量化。特點(diǎn)：(1)每個(gè)量化區(qū)間的量化電平取各個(gè)量化區(qū)間的中點(diǎn)。(2)量化間隔取決于輸入信號(hào)的變化范圍和量化電平數(shù)。1.定義

本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第53頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第54頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分例如：當(dāng)信號(hào)的變化范圍和量化電平數(shù)確定后，量化間隔也確定。當(dāng)信號(hào)范圍[a，b],M個(gè)量化電平。

本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第55頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分2、量化信噪比信號(hào)功率和量化噪聲功率之比是量化器的主要指標(biāo)定義又分別求：按本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第56頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分例5-3

設(shè)一個(gè)M個(gè)量化電平的均勻量化器，其輸入信號(hào)在區(qū)間[-a,a]具有均勻概率密度函數(shù)，求該量化器的信號(hào)量噪比。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第57頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分N增加1位，提高6dB。

信號(hào)功率本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第58頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分要想提高，均勻量化只好提高M(jìn)，而M大了，相應(yīng)編碼位數(shù)N大，數(shù)據(jù)速率高，有效性低。根據(jù)已得到的結(jié)論：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第59頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分

由上例可知，量化信噪比隨量化電平數(shù)M的增加而提高，信號(hào)的失真度越小。通常量化電平數(shù)應(yīng)根據(jù)對(duì)量化信噪比的要求來(lái)確定。均勻量化器廣泛應(yīng)用于線性A/D變換接口，例如在計(jì)算機(jī)的A/D變換中，N為A/D變換器的位數(shù)，常用的有8位、12位、16位等不同精度。另外，在遙測(cè)遙控系統(tǒng)、儀表、圖像信號(hào)的數(shù)字化接口等中，也都使用均勻量化器。

結(jié)論和應(yīng)用本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第60頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分小，信號(hào)均勻量化有一個(gè)致命的缺點(diǎn)，就是不管信號(hào)幅度大小如何大時(shí)大。始終不變，這導(dǎo)致信號(hào)小時(shí)變化，其所以實(shí)際中常采用非均勻量化，大信號(hào)量化間隔大，小信號(hào)時(shí)量化間隔隔小，使得趨于定值。缺點(diǎn)：但在語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字化通信（或叫數(shù)字電話通信）中，均勻量化則有一個(gè)明顯的不足：量化噪比隨信號(hào)電平的減小而下降。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第61頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.5.3非均勻量化出發(fā)點(diǎn)：是根據(jù)信號(hào)的不同區(qū)間來(lái)確定量化間隔，目的是改善小信號(hào)時(shí)的量化信噪比。與均勻量化相比，優(yōu)點(diǎn)：（1）當(dāng)輸入信號(hào)具有非均勻分布的概率密度時(shí)，非均勻量化器的輸出端可以得到較高的平均信號(hào)量化噪聲功率比。（2）非均勻量化時(shí)，量化噪聲功率的均方根值基本上與信號(hào)的抽樣值成比例。

本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第62頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分實(shí)現(xiàn)方法：

實(shí)際中，非均勻量化的實(shí)現(xiàn)方法通常是將抽樣值通過(guò)壓縮再進(jìn)行均勻量化。所謂壓縮實(shí)際上是用一個(gè)非線性變換電路將輸入變量變換成另一變量，即

非均勻量化就是對(duì)壓縮后的變量進(jìn)行均勻量化。接收端采用一個(gè)傳輸特性為

的擴(kuò)張器來(lái)恢復(fù)本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第63頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分通常采用對(duì)數(shù)壓擴(kuò)特性本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第64頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第65頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分1.對(duì)數(shù)壓縮特性實(shí)際廣泛采用A律和μ律（線性）（對(duì)數(shù)）(1)A律壓縮：中國(guó)和歐洲采用其中A=87.6（2）μ律壓縮：日本和北美采用本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第66頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分常見(jiàn)壓擴(kuò)特性曲線，對(duì)數(shù)壓縮特性(a)μ律；(b)A律實(shí)際中A律壓縮實(shí)現(xiàn)不容易，因?yàn)槠骷姆蔷€性不易產(chǎn)生，且壓縮與擴(kuò)張又不好完全一致。故實(shí)際上采用另一種折線法。

本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第67頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分2、折線近似法（1）13折線近似（A律）方法：先把x軸信號(hào)幅度作歸一化處理（最大幅度值為1），然后把y軸信號(hào)幅度作歸一化處理。X軸：0~1范圍一分為二，中間點(diǎn)為1/2，取1/2~1之間為第八段0~1/2范圍一分為二，中間點(diǎn)為1/4,取1/4~1/2為第七段0~1/4范圍一分為二，中間點(diǎn)為1/8，取1/8~1/4為第六段0~1/8范圍一分為二，中間點(diǎn)為1/16，取1/16~1/8為第五段本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第68頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分0~1/16范圍一分為二，中間點(diǎn)為1/32，取1/32~1/16為第四段0~1/32范圍一分為二，中間點(diǎn)為1/64，取1/64~1/32為第三段0~1/64范圍一分為二，中間點(diǎn)為1/128，取1/128~1/64為第二段0~1/128范圍，取0~1/128為第一段

而y軸0~1均勻分為八段，一到八段為0~1/8，1/8~2/8,……本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第69頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分13折線A律壓縮特性本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第70頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分計(jì)算各段的斜率本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第71頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分正方向八段，但一、二段斜率相同，實(shí)際是七段，負(fù)方向也有八段（在第三象限），共14段，負(fù)一、二段與正一、二段斜率相同，故稱13折線，實(shí)際上有16個(gè)線段。將每個(gè)線段再均勻分為16個(gè)量化間隔（0~15），這樣共有16*16=256個(gè)量化級(jí)（話音）。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第72頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第73頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分分析13折線與A律的逼近程度：比較：兩種小信號(hào)時(shí)斜率A律：

13折線：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第74頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分其他段也基本相同——很逼近。（線性）（對(duì)數(shù)）本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第75頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分給出13折線和A律分段時(shí)的x比較值本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第76頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分第5章模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸5.1引言5.2模擬信號(hào)的抽樣5.3實(shí)際抽樣5.4脈沖調(diào)制5.5模擬信號(hào)的量化5.6脈沖編碼調(diào)制5.7差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）與自適應(yīng)差分脈沖調(diào)制（ADPCM）5.8增量調(diào)制（DM）5.9時(shí)分多路復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng)本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第77頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.6脈沖編碼調(diào)制

量化完成了幅度的離散，但直接傳時(shí)，電平數(shù)多，并且判別困難，故需要變化代碼。5.6.1概念1.編碼：把量化后的信號(hào)變換成代碼的過(guò)程稱為編碼。2.譯碼：由代碼重建量化信號(hào)的過(guò)程3.脈沖編碼調(diào)制：將模擬信號(hào)抽樣量化，然后使已量化值變換成代碼。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第78頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分實(shí)際應(yīng)用本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第79頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.6.2編碼實(shí)現(xiàn)1.碼型選擇：自然二進(jìn)制碼折疊二進(jìn)制碼需解決的問(wèn)題碼型問(wèn)題碼位數(shù)的選擇本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第80頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分負(fù)極性正極性本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第81頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分自然碼的特點(diǎn)自然碼的碼型沒(méi)有相似之處，每個(gè)碼組對(duì)應(yīng)一個(gè)量化電平。當(dāng)傳輸過(guò)程遇到誤碼：（1）小信號(hào)時(shí)，自然碼誤差大。（2）當(dāng)大信號(hào)時(shí)，自然碼誤差小。

大信號(hào)1111變?yōu)?111時(shí)，自然二進(jìn)制碼解碼后的誤差為8個(gè)量化間隔，折疊碼誤差為15個(gè)量化間隔。當(dāng)小信號(hào)1000變?yōu)?000時(shí)本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第82頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分折疊碼的特點(diǎn)第一位碼表示極性，雙極性信號(hào)可以采用單極性編碼的方法，采用折疊碼可以簡(jiǎn)化編碼的過(guò)程。當(dāng)傳輸過(guò)程遇到誤碼：（1）小信號(hào)時(shí)，折疊碼誤差?。?）當(dāng)大信號(hào)時(shí)，折疊碼誤差大，但通常語(yǔ)音信號(hào)都是小幅度。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第83頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分2.碼位數(shù)的選擇關(guān)系到通信質(zhì)量的好壞涉及設(shè)備的復(fù)雜程度本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第84頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分3.碼位安排極性碼段內(nèi)碼段落碼

C1C2C3C4C5C6C7C8>0“1”<0“0”000——第1段00000量化間隔....…..111——第8段111115量化間隔本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第85頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分段落碼段落序號(hào)段落碼C2C3C487654321111110101100011010001000本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第86頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分段落碼與各段的關(guān)系C2C3C4本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第87頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分C5C6C7C8:第5至8位碼為段內(nèi)碼，這4位碼的16種可能狀態(tài)用來(lái)代表每一段落內(nèi)的16個(gè)均勻劃分的量化級(jí)。

本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第88頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分考察量化間隔不同段落間的量化間隔是非均勻的。輸入信號(hào)小，量化間隔就小，在13折線的第一、二段，信號(hào)動(dòng)態(tài)變化范圍1/128,再等分16段，則每一小段長(zhǎng)度為：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第89頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分3.編碼方法——逐次比較法原理圖：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第90頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分例題5-4：設(shè)輸入信號(hào)抽樣值為+1270個(gè)量化單位，采用逐次比較法，將它按A律13折線編成8位碼。解：一個(gè)量化單位指，滿刻度為2048個(gè)量化單位。(1)極性碼Is>0C1=1(2)段落碼段落碼中的C2用來(lái)表示輸入信號(hào)抽樣值處于（前四、后四）段，取第五段起點(diǎn)電平為基準(zhǔn)Iw=128本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第91頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分

C2：IS=1270>128，則C2＝1C3用來(lái)確定它屬于5~6段，還是7~8段。

第7段起點(diǎn)電平Iw=512Is>IwC3=1在7－8段C4確定是第7段還是第8段

第8段起點(diǎn)電平Iw=1024Is>IwC4=1在第8段C2C3C4=111本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第92頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分確定段內(nèi)碼(C5C6C7C8)：i)

前8個(gè)，后8個(gè)量化間隔（實(shí)際計(jì)算量化區(qū)間）權(quán)值電流＝第8段起點(diǎn)電平加上該段的8個(gè)量化間隔Iw=段落起點(diǎn)+8*（該段量化間隔）=1024+8*64=1536個(gè)量化單位（該段長(zhǎng)1/2，分成16份，每份1/32，折成量化單位）Is<IwC5=0在1~8量化間隔第8段均勻分成16份，每份＝是最小量化間隔1/2048的64倍本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第93頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分確定段內(nèi)碼：ii)

1~4還是5~8Iw=1024+4*64=1280Is<IwC6=0處在1~4量化間隔iii)1~2還是3~4Iw=1024+2*64=1152

Is>IwC7=1在3~4iv)

3還是4Iw=1024+3*64=1216Is>IwC8=1在第4量化間隔碼位11110011（非線性碼）本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第94頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分結(jié)論：它表示第8段第4量化間隔，其量化電平為1216+32=1248個(gè)量化單位（譯碼也譯成此值）問(wèn)題：1）量化噪聲與1270的誤差為22個(gè)量化單位，不可消除（量化噪聲），2）過(guò)載噪聲，當(dāng)信號(hào)幅度超出正常編碼范圍，此時(shí)過(guò)載，實(shí)驗(yàn)可觀察，嚴(yán)重失真。實(shí)驗(yàn)中可看到：每個(gè)取樣值量化后都存在量化噪聲，恢復(fù)出的結(jié)果與發(fā)端類似，但有抖動(dòng)。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第95頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.6.3脈沖編碼調(diào)制（PCM）1.PCM通信系統(tǒng)構(gòu)成：PCM即將模擬信號(hào)的抽樣量化值變成代碼。PCM通信在現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用廣泛，如數(shù)字微波、光纖、程控交換，也可用于計(jì)算機(jī)、遙控、遙測(cè)領(lǐng)域。

系統(tǒng)組成如圖：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第96頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分完成已抽樣序列信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的變換完成由數(shù)字信號(hào)到樣值序列信號(hào)的變換本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第97頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分2.PCM系統(tǒng)的抗噪性能

系統(tǒng)框圖：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第98頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分為輸出信號(hào)，為量化噪聲，信道加性噪聲(也稱為誤碼噪聲)系統(tǒng)輸出端總信噪比定義：一般關(guān)心最后輸出端，而輸出端為含信息的已恢復(fù)模擬信號(hào)，LPF輸出信號(hào)為：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第99頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分考慮噪聲：量化噪聲信道加性噪聲的影響角度：兩類噪聲來(lái)源不同兩類噪聲互相獨(dú)立本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第100頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分(1)只考慮量化噪聲時(shí)的系統(tǒng)性能：由抽樣恢復(fù)知，信號(hào)功率為：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第101頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分量化噪聲的功率譜密度為：不考慮信道加性噪聲的影響時(shí)，接收端輸出的量化噪聲功率譜密度為：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第102頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分設(shè)信道理想，譯碼不引入失真，LPF傳遞函數(shù)為：理想低通濾波器的傳輸特性：因?yàn)椋狠敵鲈肼暪β首V表達(dá)式：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第103頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分任務(wù)：求解（編）譯碼端的量化均方誤差：為了與均勻量化對(duì)比，輸入信號(hào)在區(qū)間[-a,a]具有均勻分布，并均勻量化，量化電平數(shù)為M，則量化噪聲功率為：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第104頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分（編）譯碼端的量化噪聲功率譜為：低通濾波器的輸出量化噪聲功率為：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第105頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分根據(jù)抽樣定理的證明：ms(t)LPFm(t)輸出信號(hào)的頻譜與已抽樣信號(hào)的頻譜之間的關(guān)系：接收端輸出信號(hào)的表達(dá)式：仍假設(shè)m(t)是均勻分布[-a,a]求解信號(hào)功率本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第106頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分結(jié)論：PCM系統(tǒng)輸出端平均信號(hào)量化噪聲功率比為：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第107頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分（2）只考慮信道加性噪聲的影響時(shí)：假設(shè)誤碼率為（每個(gè)碼出錯(cuò)概率）

一個(gè)碼組中錯(cuò)一位的概率為（即碼組錯(cuò)）為8計(jì)算：一個(gè)碼組由于誤碼在譯碼器輸出端造成的平均誤差功率。每個(gè)碼組代表一個(gè)抽樣值，當(dāng)錯(cuò)一個(gè)碼時(shí)，如：一個(gè)自然碼組：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第108頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分一個(gè)碼組由于誤碼在譯碼器輸出端造成的平均誤差功率：求錯(cuò)誤碼組的平均間隔時(shí)間信道加性噪聲誤碼錯(cuò)碼組間的平均間隔為：一個(gè)周期內(nèi)，錯(cuò)誤碼元平均間隔

個(gè)碼元.錯(cuò)誤碼組之間的平均間隔為：個(gè)碼元本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第109頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分譯碼器輸出端的誤差功率譜密度為：低通濾波器輸出誤差功率信道加性噪聲誤碼本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第110頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分最后：結(jié)論2：由誤碼引出的PCM系統(tǒng)信噪比與誤碼率成反比。接收端的信號(hào)僅考慮加性噪聲時(shí)的PCM系統(tǒng)輸出信噪比：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第111頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分（3）總信噪比:討論：很小，以量化噪聲為主i)大信噪比時(shí)，本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第112頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分結(jié)論3：PCM系統(tǒng)抗噪性能通常用量化器的量化信噪比決定考慮ii）小信噪比時(shí)，很大，以加性噪聲為主。實(shí)際中，很容易實(shí)現(xiàn)故PCM抗噪聲性能按本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第113頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分

結(jié)論4：PCM系統(tǒng)輸出信噪比與系統(tǒng)帶寬成指數(shù)關(guān)系系統(tǒng)需要的最小總帶寬為：討論：已知：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第114頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分第5章模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸5.1引言5.2模擬信號(hào)的抽樣5.3實(shí)際抽樣5.4脈沖調(diào)制5.5模擬信號(hào)的量化5.6脈沖編碼調(diào)制5.7差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）與自適應(yīng)差分脈沖調(diào)制（ADPCM）5.8增量調(diào)制（DM）5.9時(shí)分多路復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng)本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第115頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.7差分脈沖編碼調(diào)制DPCM）

64kb/s的A律或μ律的對(duì)數(shù)壓擴(kuò)PCM編碼已經(jīng)在大容量的光纖通信系統(tǒng)和數(shù)字微波系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。但PCM信號(hào)占用頻帶要比模擬通信系統(tǒng)中的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)話路帶寬（3.1kHz）寬很多倍，這樣，對(duì)于大容量的長(zhǎng)途傳輸系統(tǒng)，尤其是衛(wèi)星通信，采用PCM的經(jīng)濟(jì)性能很難與模擬通信相比。衛(wèi)星的通信資源相對(duì)光纖要少得多.以較低的速率獲得高質(zhì)量編碼，一直是語(yǔ)音編碼追求的目標(biāo)。通常，人們把話路速率低于64kb/s的語(yǔ)音編碼方法，稱為語(yǔ)音壓縮編碼技術(shù)。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第116頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分在PCM中，每個(gè)波形樣值都獨(dú)立編碼，與其他樣值無(wú)關(guān)，這樣，樣值的整個(gè)幅值編碼需要較多位數(shù)，比特率較高，造成數(shù)字化的信號(hào)帶寬大大增加。然而，大多數(shù)以奈奎斯特或更高速率抽樣的信源信號(hào)在相鄰抽樣間表現(xiàn)出很強(qiáng)的相關(guān)性，利用信源的這種相關(guān)性，一種比較簡(jiǎn)單的解決方法是對(duì)相鄰樣值的差值而不是樣值本身進(jìn)行編碼。由于相鄰樣值的差值比樣值本身小，可以用較少的比特?cái)?shù)表示差值。這樣，用樣點(diǎn)之間差值的編碼來(lái)代替樣值本身的編碼，可以在量化臺(tái)階不變的情況下（即量化噪聲不變），編碼位數(shù)顯著減少，信號(hào)帶寬大大壓縮。這種利用差值的PCM編碼稱為差分PCM（DPCM）。如果將樣值之差仍用N位編碼傳送，則DPCM的量化信噪比顯然優(yōu)于PCM系統(tǒng)。5.7.1DPCM原理本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第117頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分實(shí)現(xiàn)差分編碼的一個(gè)好辦法是根據(jù)前面的k個(gè)樣值預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)刻的樣值。編碼信號(hào)只是對(duì)當(dāng)前樣值與預(yù)測(cè)值之間的差值的量化編碼。DPCM系統(tǒng)的框圖如圖所示。圖中，xn表示當(dāng)前的信源樣值，預(yù)測(cè)器的輸入代表重建語(yǔ)音信號(hào)。預(yù)測(cè)器的輸出為

差值作為量化器輸入，eqn代表量化器輸出，量化后的每個(gè)預(yù)測(cè)誤差eqn被編碼成二進(jìn)制數(shù)字序列，通過(guò)信道傳送到目的地。該誤差eqn同時(shí)被加到本地預(yù)測(cè)值而得到。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第118頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分DPCM系統(tǒng)原理框圖1.DPCM系統(tǒng)原理重建語(yǔ)音信號(hào)本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第119頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分

在接收端裝有與發(fā)送端相同的預(yù)測(cè)器，它的輸出是與eqn相加產(chǎn)生。信號(hào)既是所要求的預(yù)測(cè)器的激勵(lì)信號(hào)，也是所要求的解碼器輸出的重建信號(hào)。在無(wú)傳輸誤碼的條件下，解碼器輸出的重建信號(hào)與編碼器中的相同。DPCM系統(tǒng)的總量化誤差應(yīng)該定義為輸入信號(hào)樣值xn與解碼器輸出樣值xn之差，即

由上式可知，這種DPCM的總量化誤差nq僅與差值信號(hào)en的量化誤差有關(guān)。

2.DPCM量化噪聲分析本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第120頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分以一個(gè)四電平量化為例說(shuō)明對(duì)誤差進(jìn)行四電平量化本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第121頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.7.2量化與預(yù)測(cè)改為自適應(yīng)為ADPCM16級(jí)量化4位碼

G.721其他數(shù)字化方法celp(碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)）

G.728

利用自適應(yīng)量化器取代固定量化，自適應(yīng)預(yù)測(cè)取代固定預(yù)測(cè)，就是ADPCM，它可以大大提高輸出信噪比和編碼動(dòng)態(tài)范圍。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第122頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分第5章模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸5.1引言5.2模擬信號(hào)的抽樣5.3實(shí)際抽樣5.4脈沖調(diào)制5.5模擬信號(hào)的量化5.6脈沖編碼調(diào)制5.7差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）與自適應(yīng)差分脈沖調(diào)制（ADPCM）5.8增量調(diào)制（DM）5.9時(shí)分多路復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng)本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第123頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.8增量調(diào)制（ΔM）與PCM區(qū)別

PCM碼表示樣值大小，用N位碼表示。ΔM代碼表示相鄰樣值的關(guān)系，用一位碼表示。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第124頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.8.1ΔM基本原理1.編碼：

本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第125頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分DM波形示意模擬信號(hào)m(t)階梯波形m’(t)逼近。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第126頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分討論接收端如何由二進(jìn)制碼序列恢復(fù)出階梯波形輸入端是0、1序列積分器輸出雖已接近原來(lái)模擬信號(hào)，但包含高次諧波，需低通濾波器平滑。得到數(shù)字序列：1111000本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第127頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分重新討論增量調(diào)制的工作原理接收端：發(fā)送端：本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第128頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分簡(jiǎn)單ΔM系統(tǒng)框圖

本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第129頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分分為：正常的量化噪聲

過(guò)載量化噪聲本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第130頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.8.2ΔM存在的問(wèn)題1.過(guò)載（a)過(guò)載的概念：

當(dāng)模擬信號(hào)斜率陡變時(shí)，由于臺(tái)階a是固定的，而且每秒內(nèi)臺(tái)階數(shù)也是確定的，此時(shí)階梯電壓就跟不上信號(hào)的變化，形成了很大失真的階梯電壓波形，這樣的失真稱為過(guò)載現(xiàn)象，相應(yīng)噪聲為過(guò)載噪聲。

統(tǒng)稱量化噪聲。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第131頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分誤差eq(t)=m(t)-m′(t)表現(xiàn)為兩種形式：一種稱為過(guò)載量化誤差，另一種稱為一般量化誤差。當(dāng)輸入模擬信號(hào)m(t)斜率陡變時(shí)，本地譯碼器輸出信號(hào)m′(t)跟不上信號(hào)m(t)的變化，如圖所示。這時(shí)，m′(t)與m(t)之間的誤差明顯增大，引起譯碼后信號(hào)的嚴(yán)重失真，這種現(xiàn)象叫過(guò)載現(xiàn)象，產(chǎn)生的失真稱為過(guò)載失真，或稱過(guò)載噪聲。這是在正常工作時(shí)必須而且可以避免的噪聲。

(a)一般量化誤差；(b)過(guò)載量化誤差本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第132頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分（b)不過(guò)載的條件：

信號(hào)實(shí)際斜率

即也就是要求和到達(dá)一定數(shù)值。也稱為譯碼器的最大跟蹤斜率本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第133頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分，則不過(guò)載條件為：若2.變化幅度過(guò)?。ㄈ绶逯敌∮冢┮膊荒苷_編碼，只能出1010交替，恢復(fù)出直流。

因此，量化噪聲的大小和有關(guān)，大雖然減少過(guò)載噪聲，但是增大了量化噪聲。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第134頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.8.3ΔM抗噪性能臨界條件時(shí)

輸出

但該噪聲功率不是系統(tǒng)最終輸出的量化噪聲功率。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第135頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分考慮誤差的周期性誤差的平均功率被認(rèn)為均勻地分布在頻率之內(nèi)接收端積分器輸出的噪聲功率譜密度為本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第136頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分為L(zhǎng)PF濾波器帶寬，為信號(hào)頻率為32KHz以上。ΔM的量化噪聲功率

有關(guān)，臺(tái)階越大，與質(zhì)量越差。：抽樣頻率，本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第137頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分PCM與DM的比較本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第138頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分第5章模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸5.1引言5.2模擬信號(hào)的抽樣5.3實(shí)際抽樣5.4脈沖調(diào)制5.5模擬信號(hào)的量化5.6脈沖編碼調(diào)制5.7差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）與自適應(yīng)差分脈沖調(diào)制（ADPCM）5.8增量調(diào)制（DM）5.9時(shí)分多路復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng)

本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第139頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分提出原因5.9時(shí)分復(fù)用（TDM）和多路數(shù)字電話系統(tǒng)本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第140頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分5.9.1TDM原理時(shí)分復(fù)用：把時(shí)間幀劃分為若干時(shí)隙和各路信號(hào)占有各自時(shí)隙。實(shí)現(xiàn)在同一信道上傳輸多路信號(hào)。與頻分復(fù)用的區(qū)別：TDM在時(shí)域上各路信號(hào)是分離的，在頻域上各路信號(hào)頻譜是重疊。FDM：在頻域上各路信號(hào)是分離的，但在時(shí)域上各路信號(hào)是混疊的。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第141頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分三路TDM示意圖本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第142頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分可以看出，TDM技術(shù)包含幾個(gè)基本要點(diǎn)：各路信號(hào)的數(shù)據(jù)輪流占用不同時(shí)隙，在傳輸中互不影響。各信號(hào)的時(shí)隙組成一個(gè)確定的結(jié)構(gòu)，稱為幀結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱幀(frame)。幀是TDM信號(hào)的最小組成單元。幀中各個(gè)時(shí)隙與信號(hào)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是固定的。收發(fā)雙方必須同步工作。這種同步工作稱為幀同步(framesynchronization)，其目的是正確地定位各幀的起始位置，以便正確地放置與取出各路信號(hào)的數(shù)據(jù)。本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第143頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分1.幀：設(shè)有k路語(yǔ)音輸入信號(hào)，每路最高頻率，若k=3，旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)順序接通3路信號(hào)實(shí)現(xiàn)順序抽樣，該開(kāi)關(guān)每秒旋轉(zhuǎn)次，并且在一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)對(duì)各路信號(hào)都抽一次。這樣，在一個(gè)周期內(nèi)有3個(gè)脈沖構(gòu)成一幀，，每路占

長(zhǎng)度為時(shí)隙長(zhǎng)度，各路數(shù)據(jù)在一幀的排列，稱幀結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)周期＝單路信號(hào)抽樣周期涉及到的概念5.9.2復(fù)用信號(hào)的傳輸帶寬與路數(shù)本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第144頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分3路推廣到N路，N個(gè)時(shí)隙的總時(shí)間在術(shù)語(yǔ)上稱一幀。每一幀的時(shí)間是，必經(jīng)符合抽樣定理要求。

如對(duì)語(yǔ)音信號(hào)，一幀時(shí)間為125μs。

每時(shí)隙本文檔共158頁(yè)；當(dāng)前第145頁(yè)；編輯于星期三\22點(diǎn)1分說(shuō)明：對(duì)時(shí)隙內(nèi)容的分配

這里每個(gè)時(shí)隙可以是一個(gè)抽樣值，如PAM，時(shí)隙時(shí)間為：