現(xiàn)代通信原理課件

,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,復(fù)習(xí),:,(1),簡(jiǎn)述抽樣的概念及其作用。,(2),簡(jiǎn)述低通型信號(hào)的抽樣定理的內(nèi)容。,(3),簡(jiǎn)述抽樣定理的重要性。,本次課程的主要內(nèi)容：,1.,脈沖振幅調(diào)制,PAM,（Pulse Amplitude Modulation）,1）,自然抽樣實(shí)現(xiàn),PAM,2）,用平頂抽樣實(shí)現(xiàn),PAM,2.,模擬信號(hào)的量化,1）均勻量化,2）非均勻量化,一、脈沖振幅調(diào)制(,PAM,),脈沖振幅調(diào)制的原理：,脈沖振幅調(diào)制采用時(shí)間上離散的脈沖串作為,載波,的,調(diào)制方式,，可分為脈沖,振幅,調(diào)制,(,PAM),、,脈沖,寬度,調(diào)制,(,PDM),和脈沖,相位,調(diào)制(,PPM,)。,PAM,是脈沖載波的幅度隨基帶信號(hào)變化的一種調(diào)制方式。,如果脈沖載波是由沖激脈沖組成的,則抽樣定理就是脈沖振幅調(diào)制的原理。,由于真正的沖激脈沖串不能實(shí)現(xiàn)，實(shí)際應(yīng)用中，通常只能采用,窄脈沖串,作為載波來實(shí)現(xiàn),PAM，,因而研究,PAM,具有實(shí)際意義。,PAM,包括自然抽樣和瞬時(shí)平頂抽樣。,(1)自然抽樣實(shí)現(xiàn),PAM,采用自然抽樣的,PAM,的方框圖,m,(,t,),m,s,(,t,),m,(,t,),PAM,的波形及頻譜（在發(fā)送端）,解調(diào)過程（在接收端）,采用矩形窄脈沖抽樣的頻譜與采用沖激脈沖抽樣（理想抽樣）的頻譜很類似，區(qū)別僅在于其包絡(luò)按,辛格函數(shù),Sa(x,),逐漸衰減。由于在,n=0,時(shí),Sa(,n,s,),為常數(shù)，,所以采用低通濾波器就可以從,M,s,(,),中濾出（解調(diào)）原頻譜,M,(,)。,脈沖振幅調(diào)制及其解調(diào)過程與理想抽樣時(shí)的一樣。,(2)用平頂抽樣實(shí)現(xiàn),PAM,提出的背景：實(shí)際取樣時(shí)，在下列兩種情況下要求樣值脈沖寬度,足夠大，而且是平頂脈沖：,一種情況是發(fā)送端編碼量化時(shí)，,要求輸入樣值脈沖在編碼期間幅度保持恒定，且編碼量化運(yùn)算需要一定時(shí)間；,另一種情況是接收端，,為了減小取樣衰減，希望樣值脈沖的寬度,足夠大。,這時(shí)需要,用平頂抽樣實(shí)現(xiàn),PAM。,采用平頂抽樣的,PAM,調(diào)制信號(hào)的框圖及信號(hào)的波形,二、模擬信號(hào)的量化,量化的基本思路：人為規(guī)定用有限個(gè)電平來表示模擬抽樣值，其作用是將取值連續(xù)的抽樣信號(hào)變成取值離散的抽樣的過程.,1,）均勻量化,原理：把輸入信號(hào)的,取值域,按,等,距離,分割的量化成為均勻量化，可以用下圖表示，在圖中：,量化的間隔為（,M,量化電平數(shù)）：,M,i,為第,i,個(gè)量化區(qū)間的終點(diǎn)為,q,i,為第,i,個(gè)量化區(qū)間的量化電平,所以量化的輸出可以用下面的公式表示：,一話音信號(hào)經(jīng)過拾音器后，轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，其取值范圍是-10，3。將此信號(hào)進(jìn)行抽樣后進(jìn)行量化后在,PCM,系統(tǒng)中傳輸，假設(shè)利用三位二進(jìn)制碼表示一個(gè),PAM,值。試求如下參數(shù)：,（1）量化電平數(shù),M,（2）第,4,個(gè)量化區(qū)間的終點(diǎn),（3）第,6,個(gè)量化區(qū)間的量化電平,其信號(hào)的功率比如公式：,在量化的過程中會(huì)產(chǎn)生誤差，用下面的公式來衡量：,根據(jù)以上兩個(gè)公式，可以知道：,（一個(gè)系統(tǒng)的信噪比由噪聲，信號(hào)，系統(tǒng)三個(gè)因素決定，必須根據(jù)不同的情況得出的公式進(jìn)行計(jì)算）,均勻量化的缺點(diǎn)：,（1）對(duì)概率密度非均勻分布的信號(hào)的功率比不高.,（2）無論抽樣值的大小如何，量化噪聲的均方根值不變.,在話音通信中一般采用,兩種方式,：,律和 律,.在具體的實(shí)現(xiàn)中，由于兩種方法得到的特性圖是連續(xù)的曲線，在線路上難以實(shí)現(xiàn)，所以采取近似的壓縮方法：分段折線壓縮法.,壓擴(kuò) 近似壓擴(kuò) 均勻量化,2,）非均勻量化,非均勻量化的原理：根據(jù)信號(hào)的不同區(qū)間來確定量化間隔的.也就是說信號(hào)的取值小的區(qū)間，其量化間隔也小，信號(hào)的取值大的區(qū)間，其量化間隔也大.（,信號(hào)的幅度已經(jīng)發(fā)生變化,）,實(shí)現(xiàn)的方法：將抽樣值經(jīng)過,壓擴(kuò),以后在進(jìn)行均勻量化通常使用的壓擴(kuò)器中，大多采用對(duì)數(shù)式壓縮，即：實(shí)現(xiàn)壓擴(kuò)系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)是對(duì)數(shù)式的。,律和 律的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：,在公式中，,x,y,是,歸一化,的壓縮輸入輸出的電壓。表示壓縮的程度.,13折線的繪制方法：,（1）將輸入輸出的電壓歸一。,（2）將,x,軸的區(qū)間（0，1）,不均勻,的,劃分為8段，,劃分的規(guī)律是：每一次以二分之一取段。,（3）將,x,軸上分好的8段，在段內(nèi)分成,均勻,的16段,，每一等份作為一個(gè)量化層。,（4）將,y,軸的區(qū)間（0，1）均勻的,劃分為8段,，在段內(nèi)分成均勻的16段，每一等份作為一個(gè)量化層。,（5）將相應(yīng)的交點(diǎn)連接起來得到8個(gè)折線段。,（6）因?yàn)檫€包括小于0的電平，所以在第三象限也有8個(gè)折線段，但是在第一象限中第一，二段的折線的斜率和第三象限第一，二段相同，所以四條連成一條，這樣整個(gè)平面有13條線，,所以一稱為13折線.,X,軸各段的階距一樣嗎？,Y,軸呢？,在上圖中各條線段的表達(dá)式一樣嗎，它們之間有什么區(qū)別？,13折線的意義：,用這樣方法得到的曲線在電路上容易實(shí)現(xiàn)，而且這樣的曲線逼近,A,律（當(dāng),A=87.6）,壓擴(kuò)的連續(xù)，光滑曲線.因此這種方法也成13折線,A,律。,13折線的優(yōu)點(diǎn)：,（1）能用7位的非線性碼表示11位的線性編碼。,（2）,節(jié)約帶寬。,