通信原理第六章ppt課件-在線瀏覽
2025-02-21 21:11本頁面
【正文】 碼調(diào)制 低通取樣定理 一個頻帶限制在 0~ fH范圍內(nèi)的模擬信號，若取樣速率大于等于 2 fH，則可由樣值序列無失真地重建原始信號 。 fs=2fH為 奈奎斯特速率 ，它是取樣的最低速率； Ts=1/fs=1/(2fH)為 奈奎斯特取樣間隔 ，它是所允許的 2022年 2月 西南交通大學電氣工程學院 9 脈沖編碼調(diào)制 圖 有混疊的取樣信號頻譜圖 2022年 2月 西南交通大學電氣工程學院 10 脈沖編碼調(diào)制 實際應(yīng)用時應(yīng)注意的問題 (1) 在實際應(yīng)用中，一般都用高度有限，寬度很窄的脈沖作為 取樣脈沖 。 (2) 在實際應(yīng)用中，接收端用于恢復原模擬信號的低通 濾波器不可能是理想的 ?？紤]到實際濾波器的可實現(xiàn)特性，一般 fs=~3fH。但由于它們的能量主要集中在有限的頻帶內(nèi)，因此在實際取樣時，應(yīng)使用一個帶限的低通濾波器先對要取樣的模擬信號 m(t)進行濾波，濾除 fH以上的少量頻率成分，否則取樣后會產(chǎn)生混疊。 2022年 2月 西南交通大學電氣工程學院 12 脈沖編碼調(diào)制 帶通取樣定理 f M( f ) fH fL f0 fH fL f0 0 B 帶通信號 ： Bf0的信號。 由于帶通信號的最高頻率 fH通常很高，所以此時的取樣速率 fs≥2fH非常高 ，實現(xiàn)起來相當困難，甚至無法實現(xiàn)。 2022年 2月 西南交通大學電氣工程學院 15 脈沖編碼調(diào)制 帶通取樣定理 設(shè) fH=(n+k)B，其中 n為整數(shù)， 0?k1，則 一個帶通信號 m(t)具有帶寬 B和最高頻率 fH，如果取樣頻率 fs=2fH/m， m是一個不超過 fH/B的最大整數(shù)，那么m(t)可以用取樣值 m(kTs) ?????? ????nkBmffnm122 Hs2022年 2月 西南交通大學電氣工程學院 16 脈沖編碼調(diào)制 特例： 當 fH=nB時， m=n，則 fs=2fH/m=2B。這些預先規(guī)定的電平稱為 量化電平 。 量化的具體過程是：將取樣值與各個量化電平比較，用最接近于取樣值的量化電平來表示此取樣值。量化電平與取樣值之間的差稱為 量化誤差 ，量化誤差一旦形成，在接收端是無法去掉的。 在均勻量化中量化臺階是相同的，通常用 Δ表示。 ?/2。只要分別求出 Sq和 Nq，便能確定量化信噪比。 ??????? 2 1,23,21 Q?當 Q 1 時， 1222q?? QS2022年 2月 西南交通大學電氣工程學院 23 脈沖編碼調(diào)制 量化噪聲及功率 x? 是一個在 ?/2~?/2范圍內(nèi)均勻分布的連續(xù)隨機變量，則其概率密度函數(shù)為 均值為 ??1~)( xf0d1d)()( 2222??????????? ???????? xxxxfxxE功率 (方差 )為 222q21 d12N x x??????????2022年 2月 西南交通大學電氣工程學院 24 脈沖編碼調(diào)制 量化信噪比 2qq QNSSN R ??kQNSSNR 6lg20lg10qqdB ???其中， Q=2k， k為編碼位數(shù)。 2022年 2月 西南交通大學電氣工程學院 25 脈沖編碼調(diào)制 說明： 1）以上結(jié)論是在假設(shè)信號抽樣值在量化范圍內(nèi)等概出現(xiàn)時得到的。 對語音信號，由于取值較小的樣值出現(xiàn)概率大，而取值大的樣值出現(xiàn)概率反而小。 qqd B q qdB1 0 l g 1 0 l g 1 0 l gSSS N R S NNN??? ? ? ?????dB m a x 69SNR k??2022年 2月 西南交通大學電氣工程學院 27 脈沖編碼調(diào)制 3） 動態(tài)范圍 —— 達到一定量化信噪比（一般取為 26dB）要求所允許的輸入信號功率的變化范圍。但將使信息速率 Rs = k fs 增大，提高對系統(tǒng)帶寬的要求。 這樣，在保持量化電平數(shù)不變的情況下，提高了小信號時的量化信噪比，擴大了量化器的動態(tài)范圍。 2022年 2月 西南交通大學電氣工程學院 29 脈沖編碼調(diào)制 均勻量化 非均 勻量化 2022年 2月 西南交通大學電氣工程學院 30 脈沖編碼調(diào)制 實現(xiàn)的基本原理 非均勻量化可以采用 “ 壓縮 +均勻量化 ” 的方法來實現(xiàn)。 壓縮器的作用是對小信號進行放大，對大信號不放大 2022年 2月 西南交通大學電氣工程學院 31 脈沖編碼調(diào)制 壓縮器的壓縮特性 2022年 2月 西南交通大學電氣工程學院 32 脈沖編碼調(diào)制 壓縮器輸入輸出仿真波形 放大小信號，壓縮大信號 2022年 2月 西南交通大學電氣工程學院 33 脈沖編碼調(diào)制 對數(shù)壓縮特性（ A律壓縮特性） , 0 1 /1 l n
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