【正文】 型 恢復(fù)模型 ms(t) Ms(ω) 說明 理想抽樣 用低通濾波器可無失真恢復(fù)原模擬信號 m(t) 自然抽樣 用低通濾波器可無失真恢復(fù)原模擬信號 m(t) 瞬時抽樣 樣值信號產(chǎn)生了孔徑失真，收端需要采用型頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)才能無失真恢復(fù)原模擬信號 m(t) 備注 用到的付里葉變換對： m(t) ms(t) δT(t) ????? )(1 sskMT ??m(t) ms(t) s p (t) ???? ? )()2( ssas kMkSTA ?????LPF ms(t) m(t) LPF ms(t) m(t) ???? ? )()( SkTtAGtm ????? ? )()( SS kTtkTm ?m(t) m’s(t) δT(t) 脈沖 形成 ms(t) ???? ? )()( SS kTtAGkTm ?),2()(),()2(2)()(,)(2)()(),()(???????????????????assasspsSsTTsAtAGthkksTAkTtGAtskTkTttMtmSs??????????? ???）（脈沖形成)n(M)(HT)(M snss ???? ??? ??????1第 5章 模擬信號的數(shù)字傳輸 引言 模擬信號的抽樣 實(shí)際抽樣 脈沖調(diào)制 模擬信號的量化 脈沖編碼調(diào)制 差分脈沖編碼調(diào)制（ DPCM）與自適應(yīng)差分脈沖 調(diào)制（ ADPCM） 增量調(diào)制（ DM） 時分多路復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng) 脈沖調(diào)制 定義： 用基帶信號（調(diào)制信號）去改變 脈沖的某些參數(shù) ，稱為脈沖調(diào)制。 ()sT t?所以，恢復(fù)模型變?yōu)椋? 抽樣化的信號為平頂，高度為抽樣時刻的瞬時值。snsssssnssssTsnMHTHMMHMnMTnMMttmtm??????????????????????????????????????????的輸出：通過濾波器后 平頂抽樣信號的頻譜是由 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濾出所需的基帶信號。)(1 )()(21)(39。 低 通濾 波 器)( tm )( tm s )( tSp)( tm s )( tm o例 52* 周期性矩形脈沖信號的頻譜 復(fù)習(xí) 矩形周期脈沖 的頻譜 )2(1)(1 2222??????? sastjnsTTtjnsnnSTAdtAeTdtetfTcssss ??? ??????ssnssasnsnTnnSTAncF??????????????2)()2(2)(2)(?????????????????從 數(shù)學(xué)表達(dá)式 考慮： sp1M ( ) M ( ) S ( )2? ? ????pskS ( t ) A G ( t k T )??? ? ????)t(S)t(m)t(m ps ??因?yàn)橐阎? ?????????????????kssaskssasskMkSTAMkkSTAM)()2()(])()2([)(?????????????sssskAM ( ) S a M ( k )T2???? ? ???? （ ）已抽樣信號的頻譜為： 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 瞬時抽樣 ： ： 瞬時抽樣（平頂）模型 ()sT t?)()(1 )()(39。具體試驗(yàn)方法又分為下面兩種： 自然抽樣（曲頂） 瞬時抽樣（平頂） 自然抽樣（曲頂） 模型： 圖解法觀察過程如下： 脈沖載波 Sp(t)由脈寬為 秒，重復(fù)周期為 Ts秒的矩形脈沖串組成。因?yàn)檫@時 n很大。 Hf n B k B??時，證明如下，這里 n=5 取整|]Bf[n H?抽樣頻率的選取原則： 已抽樣信號的頻譜不發(fā)生重疊。 Hf nB?關(guān)于 sm inf =2B Hf nB?當(dāng) 則：抽樣頻率為 帶通信號帶寬 的兩倍。 )2( Hs ff ?抽樣頻率不同時， 的變化如圖 sM ( )?2) 如何利用抽樣值恢復(fù)原始信號 )](M)(G[T)(M)(MT)(G)n(MT)(M)(G).(M)(MsssnnsssHsHHH????????????????????? ???????22211所以：因此：頻譜的低通濾波器便可得到通過截止頻率為將H H HaHHs i n th ( t ) S ( t )t? ? ??? ? ???從時域上分析： )]n T st[Sam)t(Sa)nTt(m)t(mn)t(m:m )nTt(m)t(m)t(Sa)t(m)t(h)t(mT)t(mHnnnHsnnnnsnnnsHsss??????????????????????????????（＝＝個抽樣的第已知：?????濾波器的傳遞函數(shù) m(t)在時間域的表達(dá)式可以由抽樣值構(gòu)成，即將每個抽樣值 和一個抽樣函數(shù)相乘后 得到的波形加起來就得到原信號 m(t)。意味著 包含 的全部信息。 （包含兩個問題） 模型 )()()( ttmtm sTs ??的值。 ? 編碼： 將抽樣值利用 N個二進(jìn)制信號 表示 第 5章 模擬信號的數(shù)字傳輸 引言 模擬信號的抽樣 實(shí)際抽樣 脈沖調(diào)制 模擬信號的量化 脈沖編碼調(diào)制 差分脈沖編碼調(diào)制（ DPCM）與自適應(yīng)差分脈沖 調(diào)制（ ADPCM） 增量調(diào)制（ DM） 時分多路復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng) 模擬信號的抽樣 低通抽樣定理 定理描述 Hf頻率受限于（ 0， ）的時間連續(xù)信號 m(t) , sf Hf若抽樣頻率 不小于 2 ，則 m(t)可被其抽樣值 完全確定。 ? 抽樣類似物理實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)曲線的描繪。在通信中抽樣點(diǎn)太少容易失真，太多時數(shù)據(jù)量大，傳輸時間長，效率低。主要有 PCM 、 ΔM和 ADPCM 。因此在進(jìn)行數(shù)字通信時往往需先對信號（模擬的）數(shù)字化。第 5章 模擬信號的數(shù)字傳輸 通信系統(tǒng)原理 第 5章 模擬信號的數(shù)字傳輸 引言 模擬信號的抽樣 實(shí)際抽樣 脈沖調(diào)制 模擬信號的量化 脈沖編碼調(diào)制 差分脈沖編碼調(diào)制（ DPCM）與自適應(yīng)差分脈沖 調(diào)制（ ADPCM） 增量調(diào)制（ DM） 時分多路復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng) 基于微機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 引言 ? 在數(shù)字通信系統(tǒng)中信道傳輸?shù)氖菙?shù)字信號。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。 ? 本章重點(diǎn)討論模擬信號數(shù)字化的基本方法。 ?模擬信號的數(shù)字傳輸系統(tǒng) 模擬信號源 信宿 數(shù)字通信系統(tǒng) m(t) 模擬隨機(jī)信號 {sk} 數(shù)字隨機(jī)序列 ^mk(t) {^sk} A/D D/A ?模擬信號數(shù)字化的過程一般分三步 ? 抽樣 ：指抽取樣值，抽樣的 多少以及快慢 對通信的 性能指標(biāo)有決定性的影響。（帶寬大，因 Rb大）。 ? 量化： 抽樣值可以取無窮個，但量化電平值有限。 Hs fT 21?。于相應(yīng)抽樣時刻上秒的沖激序列，強(qiáng)度等為乘積的結(jié)果：均勻間隔周期性沖激函數(shù))(:)(tmTtsT s?1) 所有信息包含已抽離散樣值 )()( tmtms()mt ()smt()sT t?頻率卷積 ? ?????nsTsTsnMMMss)()(21)()(21)(???????????)()( ? ?? ?????n sTsTns ??????? ??n sssnMTM )(1)( ???問題：如何確定抽樣頻率的選擇？ 利用圖解法解釋 已抽樣信號 ms(t)的頻譜 是 無窮多個間隔為 的 相疊加而成。 )(M S ?)(M S ?)(M ? )(M ?s?已抽樣信號的頻譜 ? ??nsss nMTM )(1)( ???抽樣定理的全過程： 得到結(jié)論： HsHHsfT)f(T212222???? ???奈奎斯特間隔： 抽樣的最大時間間隔： 注意： 當(dāng)抽樣間隔大于奈奎斯特間隔時，抽樣函數(shù)的頻譜會重疊。 基于 Systemvue仿真 500Hz抽樣恢復(fù)的波形 已抽樣序列 原始波形 100Hz抽樣恢復(fù)的波形 200Hz抽樣恢復(fù)的波形 問題：帶通信號的抽樣 當(dāng)連續(xù)信號的頻帶不是限于 0與 fH之間，而是限制在 之間，其抽樣速率如何確定？ )f~f( HL 帶通抽樣定理 1 .描述： 頻率受限于（ Lf， Hf）的模擬信號 m(t),其最小抽樣頻率 滿足： sm inf =2B Hf nB?當(dāng) s m inkf 2 B (1 )n??當(dāng) Hf n B k B??0k1HLB = f f?證明第（ 1）種情況 ? 特點(diǎn)：該帶通信號的最高頻率和最低頻率是帶寬的整數(shù)倍。 示意圖 000)( ?MHf? Lf? Lf Hfsf sf2 sf3 fsf? sf2? ? sf3?ffsfsf2 sf3sf? sf2? sf3?sf sf2 sf3sf? sf2? sf3?Ms( ω )δT( ω )證明第（ 2）種情況 ? 帶通信號的最高頻率 fH不是帶寬 B的整數(shù)倍。 按照 頻率卷積定理 6B??T (?) ? 5B? 4B? 2B? 6B4B2B6B??M( )?5B? 4B? 6B5B4B2BfH=nB+kB(n=5)時帶通信號的抽樣 6B??5B? 4B? 2B? 6B4B2B2fH 2nB 2fH 2