武汉职业技术学院：《数字通信原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 模拟信源数字化与编码

数字通信原理 第三章模拟信源数字化与编码 本章要点 抽样定理、量化及其失真 脉冲编码调制及解码 ■时分多路复用 电信学院通信教研室 2021年2月22日

电信学院通信教研室 2021年2月22日 数 字 通 信 原 理 第三章 模拟信源数字化与编码 本章要点： ▪ 抽样定理、量化及其失真 ▪ 脉冲编码调制及解码 ▪ 时分多路复用

数字通信原理 第一节抽样定理 抽样是指利用抽样脉冲序列Sr()对被取样的信号( 抽取一糸列离散的样值s(t)。这一糸列样值通常称为抽样 信号 低通抽样定理: 一个带限在(0,)内的连续信号X(),若抽样频 率f大于等于2,则可用抽样序列{X75丹无失真地重 建恢复原始信号X()。 电信学院通信教研室 2021年2月22日

电信学院通信教研室 2021年2月22日 数 字 通 信 原 理 第一节 抽样定理 抽样是指利用抽样脉冲序列ST (t)对被取样的信号x(t) 抽取一系列离散的样值s(t)。这一系列样值通常称为抽样 信号。 低通抽样定理： 一个带限在（0，fH）内的连续信号x(t)，若抽样频 率fs大于等于2 fH，则可用抽样序列{x(nTs)}无失真地重 建恢复原始信号x(t)

数字通信原理 冲激抽样信号及频谱 x() Tw) 2 R/s Xs(o) ws-wHO WH Ws 2w 电信学院通信教研室 2021年2月22日

电信学院通信教研室 2021年2月22日 数 字 通 信 原 理 冲激抽样信号及频谱

数字通信原理 理想抽样原理示意图 m(t 723 t m(t)→M(f m2(t) ar(t) m(-M(=∑M(+n) b7()=∑0(+n)-(=∑(+) 电信学院通信教研室 2021年2月22日

电信学院通信教研室 2021年2月22日 数 字 通 信 原 理 理想抽样原理示意图

数字通信原理 帶通抽样定狸: 设带通信号的上截止频率为升,下截止频率为几,则 带宽B=作几,此肘应满足: f=21fn-f1)(1+)=2B(1+ 其中M n-1M,M为不超过 fH -fu 的最大整数 电信学院通信教研室 2021年2月22日

电信学院通信教研室 2021年2月22日 数 字 通 信 原 理 带通抽样定理： 设带通信号的上截止频率为fH，下截止频率为fL，则 带宽B= fH- fL，此时fs应满足： ( ) 其中 ， 为不超过 的最大整数 H L H H L H s H L f f f N N ( f f ) f M ) N M ) B( N M f ( f f ) ( − −     − = = 2 − 1+ = 2 1+

数字通信原理 4B MN=1 MN=1/2 3B 1/4 1/5 2B 0 B 2B 3B 4B 5B 6B 帶通抽样定狸 电信学院通信教研室 2021年2月22日

电信学院通信教研室 2021年2月22日 数 字 通 信 原 理 fH fs 4B 3B 2B M/N=1 M/N=1/2 1/3 1/4 1/5 0 B 2B 3B 4B 5B 6B 带通抽样定理

数字通信原理 例:f=5MHz,f=4MHz,f5=2MHz或3MHz时,求M5( 5-4-3-2-1012345 f(MHz) 111 f=2MHz f=3MHz Ms(f Nx凶凶了频 频谱混叠 电信学院通信教研室 2021年2月22日

电信学院通信教研室 2021年2月22日 数 字 通 信 原 理 例：fH = 5MHz，f L = 4MHz，f S =2MHz或3MHz 时，求MS (f) M(f) δT (f) MS (f) MS (f) δT (f) fS=2MHz f(MHz) fS=3MHz 频谱混叠 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

数字通信原理 第二节模拟信号的量化 量化过程始于抽样,抽样是把一个连续肘间信号变成 离散信号,而量化则是将取值连续的抽样变成取值离散的 抽样。目前常用量化方式分为均量化和非均勻量化。量 化器要完成的功能是按一定的规则对抽样值作近似表示, 使经量化器输出的幅值的大小为有限个数。或者说,量化 器就是用一组有限的实数集合作为输出,其中每个数代表 最接近于它的抽样值 电信学院通信教研室 2021年2月22日

电信学院通信教研室 2021年2月22日 数 字 通 信 原 理 第二节 模拟信号的量化 量化过程始于抽样，抽样是把一个连续时间信号变成 离散信号，而量化则是将取值连续的抽样变成取值离散的 抽样。目前常用量化方式分为均匀量化和非均匀量化。量 化器要完成的功能是按一定的规则对抽样值作近似表示， 使经量化器输出的幅值的大小为有限个数。或者说，量化 器就是用一组有限的实数集合作为输出，其中每个数代表 最接近于它的抽样值

数字通信原理 Q(·) x=ms(t)抽样信号 y=Q(x)=yi y 量化范围(-V,V)量化电平数(分层级数)M 分层电平x =1,2,…M+1 量化电平y i=1,2,………M 量化间隔△v=x+1-x;i=1,2 量化误差ea=x-y 1,2, x的动态范围(-a,a),aV时过载,a=V时满载 电信学院通信教研室 2021年2月22日

电信学院通信教研室 2021年2月22日 数 字 通 信 原 理 x = mS (t) 抽样信号 y = Q (x) = y i x i V 时过载，a=V 时满载 x y Q(·) y1 y2 yM -V V x1 x2 x3 xM xM+1

数字通信原理 均匀量化 1.原理 x(量化取值范围(V,+Ⅵ,量化间隔数为L,则量化 间隔A2 n 两种均匀量化特性 电信学院通信教研室 2021年2月22日

电信学院通信教研室 2021年2月22日 数 字 通 信 原 理 一.均匀量化 1. 原理 x(t)量化取值范围(-V，+V)，量化间隔数为L，则量化 间隔 。 L 2V  = Vm -Vm -V V u v Vm -Vm -V V u v 两种均匀量化特性