现代通信原理第六章 模拟信号数字化及习题讲解

第六章 通信原理 模拟信号的数字化

第六章 模拟信号的数字化

本章结构§6.1 引言 §6.2 抽样定理 §6.3 脉冲振幅调制(PAM) §6.4 脉冲编码调制(PCM) §6.5 增量调制

第六章 模拟信号的数字化

第六章 模拟信号数字化§6.1 引言

第六章 模拟信号的数字化

§6.2.1 低通信号抽样定理一个频带有限的低通信号m(t),若m(t) 的最高频率分量为 H ,则它可以被在均匀 时间间隔Ts上的抽样值唯一地确定，但抽样 时间间隔不能超过 H (秒)

Ts H

或

1 Ts 2 fH

fs 2 fH----均匀抽样定理

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H ----被抽样信号的最高角频率Ts ----最大抽样间隔，奈奎斯特间隔

Ts H

1 Ts 2 fH

fs 2 fH

s 最小抽样角频率，奈奎斯特速率(1)当被抽样信号m(t)的最高频率为fH时，则m(t) 的全部信息都包含在对其的均匀抽样信号中，要 求抽样时间不大于 1 2 f H (2)在信号最高频率分量的每一个周期内，起 码要抽样两次

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§6.2.1 低通信号抽样定理可以看作下面两 个信号的乘积t

1

t

t

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抽样定理说明 m(t)

ms(t)

LPF

mo(t)

T (t )理想抽样数学模型

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抽样脉冲

T (t )

n

(t nT )s

T (t ) T ( ) s

n

( n )sn

抽样信号 ms ( t ) m( t ) T ( t ) m( t )

(t nT )s

1 M s ( ) [ M ( ) T ( )] 2 1 = [ M ( ) s ( n s )] 2 n 1 [ M ( n s )] Ts n

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m(t)

M ( )

t

H

H

T (t )t

卷积

T( ) s2 s T

t

但是大家设想一下如果 s 2 H 会怎样? ,

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第六章 模拟信号数字化§ 6.3 脉冲振幅调制(PAM)

脉冲调制(1)载波：时间上离散的脉冲序列(2)定义： 用模拟基带信号m(t)去控制脉冲参数(幅度、宽 带和位置)使其按m(t)的规律变化。 (3)分类： 脉冲振幅调制(PAM) 脉冲宽度调制(PDM) 脉冲位置调制(PPM)

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第六章 模拟信号数字化§ 6.3 脉冲振幅调制(PAM)

我们前面的讨论是理想的，因为我们抽样 用的是理想冲激函数 在实际中通常用窄脉冲抽样， 窄脉冲抽样的两种形式 自然抽样 平顶抽样

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§6.3.1 自然抽样1、定义抽样脉冲不是理想冲激序列，而是宽度为 度为A、重复周期为Ts的矩形脉冲序列s(t) 2、数学模型

,幅

m(t)

矩形 脉冲

m

s(t)

LPF

mo(t)

s(t)

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自然抽样可以 理解为： 一系列高度为1 的窄脉冲与 原始信号的乘 积的结果

1

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§6.3.2 PAM的平顶抽样1、定义 又称“瞬时抽样”,抽到一个瞬间值后， 并保持一小段时间，形成一个个平顶脉冲

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第六章模拟信号数字化§6.4 脉冲编码调制(PCM)

对模拟信号进行抽样、量化、编码的过程， 称为脉冲编码调制(PCM),简称脉码调制。 量化误差 由于实际样值并不一定恰巧就等于该区间的中点

电平，因此这二者的差，称为量化误差 量化误差不是由外来噪声引起的，而是量化过程 中内部产生的 由量化误差引起的噪声，称为“量化噪声”