[工學(xué)]第六章模擬信號的數(shù)字傳輸技術(shù)(編輯修改稿)
2024-11-09 17:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 1（ 1個量化單位 ） ， 即 : E / △ V1 = 2048（ 量化單位 ） ， 正值區(qū)域應(yīng)有 M = 2048 個量化區(qū)間 ， 應(yīng)編 N = 11 位二進(jìn)制自然碼 。 即：表示 | m s(kTs) | 的七位碼可用 11 位線性碼取代 。 ?注意： 譯碼時 ， 量化電平取量化區(qū)間的中點： q ik = mik1 + ?Vi /2= Vi1 +（ k1/2） ?Vi 最大量化誤差為 : △ max = △ V i /2 ? 例： ms(kTs) = +1270 個量化單位 ， 求所對應(yīng)的 13 折線非均勻量化 PCM 碼 。 ? i).確定極性碼： ms(kTs) = +1270 0, C1 = 1。 ? ii).確定段落碼： ? 位于第八段 , ?V8 = 64 ( ) ( )5 1 28 5 120481 2 7 0 1 2 8 12ssm k T V C = = = =7 1 3868 1 420485 1 2 1220481 0 2 4 12VCVC = = = = = =? iii).確定段內(nèi)碼： ? 位于第八段第 4 量化區(qū)間 ， PCM 碼為 11110011 ? ? ? ?89 1 7 8 51 2 7 0 9 1 1 5 3 6 0ssm k T m V V C?? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ?? ?85 1 7 8 683 1 7 8 784 1 7 8 85 1 1 2 8 0 03 1 1 1 5 2 14 1 1 2 1 6 1m V V Cm V V Cm V V C???? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ??iv).譯碼時的量化電平與量化誤差： 量化電平 : msq(kTs) = q84 = m841+ △ Ⅴ 8 /2= 1248 量化誤差 : △ = |msq(kTs) ms(kTs)|=1270–1248=22△ Ⅴ 8 ?v). 11 位線性碼為： ?m841 =1216 =210+27+26→11位碼 :10011000000 （ △ M）調(diào)制原理 一 、 基本原理 PCM: 是用一組碼表示一個樣值的絕對數(shù)值大小 ， 傳輸?shù)? 數(shù)字碼是由一組組 PCM 碼構(gòu)成 。 接收端應(yīng)能區(qū)分哪幾個碼 構(gòu)成一個碼組 ， 從而正確譯碼得抽樣值 。 為此 ， 應(yīng)引入碼組 的同步 ， 便于收端的識別 ， 這使傳輸處理變得復(fù)雜了 。 若用一個碼字表示一個樣值 ， 則收端就不需要碼組的同步 。 一個碼字無法反映樣值的絕對數(shù)值 ， 但可表示相鄰樣值 的變化規(guī)律： 增加為 1 ；減少為 0 。 即：表示相鄰樣值變化規(guī)律的碼為 △ M 碼 。 ? 問題是 ， 收端能否由此 △ M 碼恢復(fù)出模擬信號 ？ ? 要求收端譯碼器應(yīng)具有二個功能： ① 能記憶前一樣值； ② 能完成增減相同電平的作用 ， 即 1 →＋ δ； 0 →－ δ ? 積分器可滿足此要求： 0 碼為 ＋ 、 － 脈沖 1 → 給電容 C 充電 ， C 上電壓增加； 0 → 給電容 C 放電 ， C 上電壓減少 。 ? 只要：充 、 放電常數(shù)一致； ＋ 、 － 脈沖寬度一致 ， 幅度相 等 ， 則 UC(t) 增減電壓是相等的 。 ? UC(t) 經(jīng)低通濾波就可獲得與 m(t) 變化規(guī)律 一致的波形 。 ?編碼器原理：依構(gòu)成電路 , 前一時刻樣值用譯碼后的已量化電平取代 。 ( ) ( )10100iit t t tm t m t碼碼== = D m (t) 0 Ts 2Ts 3Ts 4Ts 5Ts 6Ts 7Ts 8Ts 9Ts 10Ts 11Ts 12Ts t 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 ? 譯碼器原理： △ M 碼 → 雙極性脈沖 → 積分器 + 低通 ? 特殊情況 :m(t) 恒定增加 ， △ M 碼為連 1 碼 。 ? m(t) 恒定減少 ， △ M 碼為連 0 碼 。 ? m(t) 不變 （ 為直流 ） ， △ M 碼為 0 交替碼 。 ? 若 m(t) 的變化幅度 ＜ δ， 則視為直流 。 ? 如 m(t) = Asin?t， 則要求 2A ＞ δ， 否則為直流 。 ＋ 判決 器 檢測 器 積分 器 檢測 器 積分 器 低通 濾波 m(t) m’(t) △ M 碼 雙極性脈沖 － 二 . 量化噪聲 ? ?M 信號是按臺階 δ進(jìn)行量化的 ， 它也存在量化噪聲 。 ? 在信號 m(t) 斜率陡變時 ， 由于 δ固定 ， 而 m(t) － m’(t) 遠(yuǎn)大于 δ， 使得階梯電壓波形 m’(t) 跟不上信號的變化 ， 形成失真很大的階梯電壓波形 。 這種失真稱為過載失真 ， 即為過載量化噪聲 。 ? 設(shè)信號 m(t) 變化斜率 dm(t) / dt。 ? 譯碼輸出臺階電壓的變化斜率： K = δ / Ts =δfs ， 為譯碼器的最大跟蹤斜率 。 ?|dm(t) / dt | ＜ K， 不會過載； ?|dm(t) /dt | ＞ K， 則產(chǎn)生過載 。 ? 考慮 : m(t) = A sin?kt dm(t) / dt = A?k cos?kt ? 不過載： |dm(t) / dt |max= A?k ≤ K＝ δfs A ≤δfs / 2πfk ?Am=δfs2fk為最大不過載幅度 。 ? δ↑或 fs↑→ Am↑。 ? 如對語音信號 ( 4kHz ) , 一般取 fs = 64 KHz； ? 在無過載的情況下 ， △ M 系統(tǒng)就存在一般量化噪聲； ? 按均勻
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