【正文】 nB 每次需多移 H2 f 2 n Bn? ，這樣原來只隔 2B，再加上多移的 Hsf nBf 2B 2nkB2B 2nk2B ( 1 )n???????Hf n B k B??其中： 抽樣頻率與信號最低頻率 fL之間的關(guān)系 LHs ffBnkBf ???? )1(2結(jié)論： 實(shí)際中的窄帶高頻信號，其抽樣頻率近似等于 2B。 應(yīng)用 ： FDM數(shù)字化， SBC—— 子帶編碼 例題 51 2015000Hz，對其進(jìn)行抽樣，問題：抽樣頻率為多少？為了降低抽樣頻率，讓信號先經(jīng)過一個(gè)低通濾波器，截止頻率為 6000Hz，問抽樣頻率為 13000Hz時(shí)，能否從樣值中無失真的恢復(fù)出來？如果抽樣頻率為 11000Hz時(shí)，情況如何？ ，頻率范圍是 2100Hz2400Hz，那么，抽樣頻率最小為多少？ 思考： ? 抽樣定理的意義是什么？ ? 對于同一信號，抽樣頻率的高低有什么影響？ ? 舉例說出抽樣定理的應(yīng)用實(shí)例 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(shí)分多路復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng) 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 來完成抽樣。 ?定義：已抽樣信號的脈沖“頂部”隨 m(t)變化的，即在頂部保持了 m(t)的變化規(guī)律 。)()()(39。)()()(39。這種現(xiàn)象稱為 孔徑失真 . sM ( )? M( )?得到的 使原頻譜 產(chǎn)生頻率失真 依賴 LPF無法恢復(fù) 。 下面比較三種抽樣 sm (t)， sM ( )?及恢復(fù)方法。 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）。 一組二進(jìn)制碼： (an1, an2, … , a1, a0) 則 D=an12n1+an22n2+… +a121+a020 便是其對應(yīng)的十進(jìn)數(shù)（表示量化電平值）。 量化及其量化特性 1. 量化定義： 2 .量化信號 用 預(yù)先規(guī)定的有限個(gè)電平 來表示模擬抽樣值的過 程，如后圖。 4. 量化間隔 ：為量化區(qū)間端點(diǎn)：為量化區(qū)間iiiiimmmmmv),( 11?????時(shí)當(dāng) isi m)KT(mm ??? 15 .量化誤差 只能減?。炕娖絺€(gè)數(shù)多一點(diǎn)），無法消除，也稱量化噪聲 ，大小由個(gè)數(shù)及方法決定。 )()( sqsq kTmkTme ??它要求 兩個(gè)方面 滿足要求： 取值大小 25dB以上 動態(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。 量化器的工作要求： 均勻量化 ? 把輸入信號的取值域等距離分割的量化為均勻量化。 (2) 量化間隔 取決于輸入信號的變化范圍和量化電平數(shù)。 當(dāng) 信號范圍 [a， b], M個(gè)量化電平。 2311)1(212)(12112)(21)21()2()21()(1vvadxavviaxdxaqxNMiMiviaviaMimmiqii??????????????? ?? ????????????aM 2???2022201221MNS)v(MdxaxSqaa??? ???0qN0qS( ) d B 2 0 l g MNM =2S( ) d B =6 NN?N增加 1位，提高 6dB。 0qSN20 MNSq?根據(jù)已得到的結(jié)論： 由上例可知 ， 量化信噪比隨 量化電平數(shù) M的增加而提高 ， 信號的失真度越小 。 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 。 結(jié)論和應(yīng)用 20 MNSq?小，信號 均勻量化有一個(gè)致命的缺點(diǎn)，就是不管信號幅度大小如何 大時(shí) 0qSN大。 缺點(diǎn) ： 但在語音信號數(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：量化噪比隨信號電平 的 減小而下降 。 與均勻量化相比，優(yōu)點(diǎn)： （ 1）當(dāng)輸入信號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量化噪聲功率比。 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壓縮再進(jìn)行均勻量化。接收端采用一個(gè)傳輸特性為 的擴(kuò)張器來恢復(fù) )x(fy ?)y(fx 1??通常采用 對數(shù)壓擴(kuò)特性 1. 對數(shù)壓縮特性 實(shí)際廣泛采用 A律和 181。律壓縮：日本和北美采用 ln( 1 ) , 0 1ln( 1 )xyx???? ? ??電壓壓縮器可能的最大輸出 壓縮器的輸出電壓?y電壓壓縮器可能的最大輸入壓縮器的輸入電壓?x常見壓擴(kuò)特性曲線 ， (a) μ律； (b)A律 y1200 10030?＝01 x( a )y1y1b1aⅠⅡy＝1＋lnAAxx1＝A1y1＝1 ＋ ln A1y ＝1 ＋ ln A1 ＋ ln Ax( b )0x小信號區(qū)域大信號區(qū)域0? 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。 折線近似法 （ 1） 13折線近似（ A律） 方法：先把 x軸信號幅度作歸一化處理 （ 最大幅度值為 1） ，然后把 y軸信號幅度作歸一化處理 。 ? 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 （ 話音 ） 。 ??? Axy 1 ln A? ? 10x A? （ 線性 ） 1+lnAxy 1 ln A? ? 1 x1A?? （對數(shù)） 給出 13折線和 A律分段時(shí)的 x比較值 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(shí)分多路復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng) 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。 ：由代碼重建量化信號的過程 ：將模擬信號抽樣量化，然后使已量化值變換成代碼。 ? 當(dāng)傳輸過程遇到誤碼： （ 1）小信號時(shí)，自然碼誤差大。 大信號 1111變?yōu)?0111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)傳輸過程遇到誤碼： （ 1）小信號時(shí)，折疊碼誤差小 （ 2）當(dāng)大信號時(shí)，折疊碼誤差大，但通常語音信號都是小幅度。 考察量化間隔 ? 不同段落間的 量化間隔 是非均勻的。 解：一個(gè)量化單位指 ， 滿刻度為 2048個(gè)量化單位 。 第 7段起點(diǎn)電平 Iw=512 IsIw C3 =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=1024 IsIw C4 =1 在第 8段 C2C3C4=111 確定段內(nèi)碼 (C5 C6 C7 C8)： 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 1/2， 分成 16份 ， 每份 1/32， 折成量化單位 ） Is Iw C5 =0 在 1~8量化間隔 第 8段均勻分成 16份，每份＝ 3211621?是最小量化間隔 1/2048的 64倍 確定段內(nèi)碼： ii) 1~4 還是 5~8 Iw=1024+4*64=1280 Is Iw C6 =0 處在 1~4量化間隔 iii) 1~2還是 3~4 Iw=1024+2*64=1152 Is Iw C7=1 在 3~4 iv) 3還是 4 Iw=1024+3*64=1216 Is Iw C8=1 在第 4量化間隔 ? 碼位 1 111 00 11 （ 非線性碼 ） 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） 過載噪聲 ， 當(dāng)信號幅度超出正常編碼范圍 ， 此時(shí)過載 ， 實(shí)驗(yàn)可觀察 ， 嚴(yán)重失真 。 脈沖編碼調(diào)制（ PCM） ： PCM即將模擬信號的抽樣量化值變成代碼。 系統(tǒng)組成如圖： 抽樣 量化 編碼m (t)A/D譯碼低通濾波msq(t )D/A信道m(xù)sq(t )^m (t)ms(t)干擾完成已抽樣序列信號到數(shù)字信號的變換 完成由數(shù)字信號到樣值序列信號的變換 ? 系統(tǒng)框圖： 抽樣 量化 編碼m (t)A/D譯碼低通濾波msq(t )D/A信道m(xù)sq(t )^m (t)ms(t)干擾0m (t)為輸出信號， qn (t)為量化噪聲， en(t) 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： 200220qeE m ( t )SNE n ( t ) E n ( t )???????? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ?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， LPF輸