第三讲(脉冲编码调制).ppt
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1、第三讲 脉冲编码调制l熟悉数字通信系统的优点l掌握脉冲编码调制的工作过程l掌握低通抽样定理l掌握量化的基本方法l熟悉编码方法l熟悉非线性PCM的工作过程l了解增量调制的概念1.模拟通信系统与数字通信系统l按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号,可以把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。l数字通信是未来通信的发展方向。2.数字通信系统的优点l数字传输的抗噪声(或干扰)的能力强,尤其在中继时,数字信号还可以再生而消除噪声的积累,而模拟通信则会把噪声干扰和信号一起放大,增大噪声干扰。l传输中的差错可以设法控制,不但可以发现而且还能改正,因而大大提高了传输质量。l便于同计算机连接,采用现代计算机技
2、术对数字信息进行处理,以便实现通信现代化、自动化。l数字信息易于加密且保密性强。l由于数字集成电路,特别是大规模集成电路技术日益成熟,数字设备越来越易于制造,而且成本低、体积小、可靠性高。l与模拟通信相比数字通信可以传输种类更多的消息,使通信系统变得通用、灵活。l数字通信的不足之处是比模拟通信占据更多的频带。3.信源编码l将模拟信号转换为数字信号的过程称为模拟信号数字化,它属于信源编码的内容。l信源编码是数字通信系统的重要组成部分,它有两方面的作用:一个是把信源消息的冗余信息去掉,降低数字信号的数据量,提高传输的有效性。一个是把信源发出的模拟信号转换成离散的数字信号,实现模拟信号数字化。4.脉
3、冲编码调制l脉冲编码调制(Pulse Code Modulation,PCM)是模拟数据数字化的主要方法。lPCM技术的典型应用是语音数字化。语音、图像信息必须数字化才能经计算机处理。5.脉冲编码调制分的步骤lPCM的过程分为抽样、量化和编码三步。抽样把模拟信号在时间上离散化,变为脉冲幅度调制(PAM)信号。量化把PAM信号在幅度上离散化,变为量化值(共有N个量化值)。编码用二进码来表示N个量化值。6.PCM通信系统7.抽样的概念l抽样是指对模拟信号在时间域上的离散化过程,即把一个时间上连续、幅度上也连续的模拟信号变换成时间上离散、幅度上连续的信号。抽样是由抽样门来完成的。8.抽样定理l对频带
4、为0fm的模拟信号,其抽样频率fs必须满足下列条件:即 fs=2 fm(抽样定理)应留有一定宽度的防卫带 fs 2 fm9.奈奎斯特间隔和奈奎斯特速率所谓奈奎斯特间隔就是能唯一确定信号f(t)的最大抽样间隔。奈奎斯特速率是能够唯一确定信号f(t)的最小抽样频率。因此,奈奎斯特间隔 1/2fm奈奎斯特速率2fm10.话音信号的抽样频率话音信号频率范围:3003400Hz,fm=3400Hz,这时满足抽样定理的最低的抽样频率应为2fm6800Hz,为了留有一定的防卫带,CCITT(ITU-T)规定话音信号的抽样频率为8000Hz,(防卫带为800068001200Hz),T125s。11.量化l为
5、了消除噪声积累,并且使得抽样值易于表示,我们要对幅度上连续的抽样值进行量化。12.量化的过程l把信号幅度划分把信号幅度划分为若干个区若干个区间(又称(又称为量化量化级),取),取该区区间预先先规定的某个参考定的某个参考电平作平作为信号指,即利用信号指,即利用预先先规定的有限个定的有限个电平来表示平来表示模模拟抽抽样值的的过程,称程,称为量化。量化。13.量化的有关概念l量化误差:信号值与信号量化后的取值之差。l量化间隔越小,量化误差越小,需要的量化级别越多,处理和传输就越复杂,所以,既要尽量减少量化级数,又要使量化失真尽可能的小。l量化误差又称为量化噪声,用信噪比来衡量。14.均匀量化l采用均
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