2 模数转化

δi
] x5 x6 x7 x8
1 111 0011 0 010 1111
若
13折线编码的步骤
x1x2x3x4x5x6x7x8
极性码 段落码 段内码
待编码电平us
极性码x ＞？0； 极性码 1：us＞？ ；yes，x1=1；no， x1=0 ， ； ， 段落码x2x3x4： 段落码
直接查表对比△i+1 ＞| us| ＞ △ i 则 x2x3x4 = △ i 所对应的段落码
A/D转换 转换
3 脉冲编码调制 脉冲编码调制PCM——量化 量化
量化：离散序列的幅值离散化的过程。 量化：离散序列的幅值离散化的过程。 部分的决定了信号质量和信息传输速率。 部分的决定了信号质量和信息传输速率。 针对不同信号类型及应用目标要求， 针对不同信号类型及应用目标要求，有不同的量化策略和 设计方法。 设计方法。 量化分为：均量化和非均匀量化。 量化分为：均量化和非均匀量化。 均匀量化：图像信号 均匀量化： 非均匀量化： 非均匀量化：语音信号
A/D转换 转换
5 增量调制（△M） 增量调制（ ）
增量调制（ 增量调制（△M）是克服 ）是克服PCM 编码中相邻样值中重复信 息较多的一种方案。 通信中， 息较多的一种方案。主要用在军事和卫星 通信中，有时也 作为高速大规模集成电路中的A/D转换器。 转换器。 作为高速大规模集成电路中的 转换器 进行编码： △M是只对 前后样值的变化进行编码： 是只对 前后样值的变化进行编码 增大就编为1，减小就编为0，只用一位编码即可。 增大就编为 ，减小就编为 ，只用一位编码即可。 当然，为了及时地反映出信号的变化， 当然，为了及时地反映出信号的变化，抽样频率就应当比 PCM 快得多，它不再服从奈奎斯特抽样率的公式，因为 快得多，它不再服从奈奎斯特抽样率的公式， 它已不再基于原来的抽样与恢复原理。 它已不再基于原来的抽样与恢复原理。 为抽样时间周期， 为一个适当大小的电平， 设Ts 为抽样时间周期， △为一个适当大小的电平，为量 化单位。对时间轴和电压轴同时离散化， 化单位。对时间轴和电压轴同时离散化，就得到了下图所 示的阶梯波。 示的阶梯波。
模拟（电）信号是随时间连续变化的电Fra bibliotek、电压或电磁波；
数字信号：时间和幅值都是离散的。 数字信号：时间和幅值都是离散的。
数字（电）信号则是一系列离散的电脉冲。可选择适当的参量 来表示要传输的数据。
模拟信号
数字信号
数字调制后的模拟信号
因此，A/D转换需要抽样、量化、编码三步。 因此， 转换需要抽样、量化、编码三步。 转换需要抽样 三步 A/D方法：脉冲编码调制PCM、增量调制 方法：脉冲编码调制 方法 、增量调制DM、差分脉冲编码调制 、差分脉冲编码调制DPCM
Ts 2Ts 3Ts 4Ts 5Ts 6Ts 7Ts 8Ts
111 111
111
思考： 思考：编码位数 n与什么有关？ 与什么有关？ 与什么有关
101 101 101
3 011 2 010 1 0
t (s)
001
001 000
011010100111111101010001011011001000001101111101
So/No=1/4Pe
∵22N=（2N）2=M2 （
总的信噪比
当误码率很低时， 当误码率很低时，如Pe＜10-6，系统信噪比只取决于量 ＜ 化信噪比So/Nq。 化信噪比 。 一般的通信系统都满足Pe＜ 一般的通信系统都满足 ＜10-6，此时的加性噪声即 可忽略不计，因此其抗噪声能力较强。 可忽略不计，因此其抗噪声能力较强。
折叠二进制码 1 1 1 1 0 0 0 0 11 10 01 00 00 01 10 11
量化阶 7 6 5 4 3 2 1 0
语音信号采用折叠码的好处是？ 语音信号采用折叠码的好处是？ 小信号产生的误码较小
负极性
011 010 001 000
A/D转换 转换
13折线编码器 折线编码器
M + M ~M M M M
9Ts 10Ts 11Ts 12Ts 13Ts 14Ts 15Ts 16Ts
A/D转换 转换
抽样－ 抽样－时间离散化 x(t) (V)
Ts:抽样间隔？ 抽样间隔？ 抽样间隔
t (s)
Ts 2Ts
3Ts 4Ts 5Ts 6Ts 7Ts 8Ts
9Ts 10Ts 11Ts 12Ts 13Ts 14Ts 15Ts 16Ts
电平是多少？量化误差为多少？ 电平是多少？量化误差为多少？
22δ
若
us= -127，请问其 折线的编码结果是？接收方恢复出的 折线的编码结果是？ ，请问其13折线的编码结果是
电平是多少？量化误差为多少？ 电平是多少？量化误差为多少？
编码码型
样值极性 正极性
自然二进制码 111 110 101 100
A/D转换 转换
5 增量调制（△M） 增量调制（ ）
A/D转换 转换
5 增量调制（△M） 增量调制（ ）
∆/∆t
|dm(t)/dt|max
A/D转换 转换
5 增量调制（△M） 增量调制（ ）
9Ts 10Ts 11Ts 12Ts 13Ts 14Ts 15Ts 16Ts
A/D转换 转换
2 抽样定理
奈奎斯特（ 奈奎斯特（Nyquist，欧洲）低通信号与带通信号抽样定 ，欧洲） 理。 低通抽样定理： 低通抽样定理： 限带为f 的信号，若以速率fs≥2fH进行均匀抽样，则可无 进行均匀抽样， 限带为 H的信号，若以速率 失真恢复原信号。 失真恢复原信号。 带通抽样定理： 带通抽样定理： 当 fH >> B 时 fS =2B 抽样处理是PCM的第一步工作，即实现连续信号的时间 的第一步工作， 抽样处理是 的第一步工作 离散化。 离散化。
A/D转换 转换
3 脉冲编码调制 脉冲编码调制PCM——量化 量化
量化级差δ 量化级差
量化误差
量化电平
抽样、量化、 抽样、量化、编码波形图
A/D转换 转换
xk: 分层电平 yk：量化电平
x7 y6 x(t) x6 y5 量化误差 x5 y4 量化级差 k 量化级差∆ x4 y3 0 Ts 2Ts 3Ts 4Ts 5Ts x3 y2 x2 y1 x1
So系统的输出功率，Nq系统输出量化噪声， Ne系统输出加性噪声 系统的输出功率， 系统输出量化噪声，
A/D转换 转换
4 PCM系统噪声性能 系统噪声性能
只考虑量化噪声对系统的影响： 只考虑量化噪声对系统的影响： So/Nq=M2 M量化的电平数 量化的电平数 或 So/Nq=22N，N为二进制代码数 为二进制代码数 只考虑信道加性噪声
A/D转换 转换
2 抽样定理
实现方法： 实现方法：原始模拟信号 与抽样函数相乘
-fH
fH
f
f
fH
fS
f
限带为f 的信号，若以速率fs≥2fH进行均匀抽样，则可无失真恢复原信号。 进行均匀抽样，则可无失真恢复原信号。 限带为 H的信号，若以速率 一般取fs 一般取 ＞ 2fH 在抽样之前一般还要经过低通滤波的过程， 在抽样之前一般还要经过低通滤波的过程，以使模拟信号带宽等于fH A/D转换 转换
1 | Vi + δ i (8 x5 + 4 x6 + 2 x7 + x8 ) + δ i − u s | 2
若
us= 1270，请问其 折线的编码结果是？接收方恢复出的 折线的编码结果是？ ，请问其13折线的编码结果是
编码结果： 编码结果：1 111 0011 恢复出的电平：+1248 恢复出的电平： 量化误差为： 量化误差为：
13折线 折线
段内16级均匀 段内 级均匀 量化
A/D转换 转换
13折线编码的步骤
x1x2x3x4x5x6x7x8
极性码 段落码 段内码
待编码电平us
极性码x ＞？0； 极性码 1：us＞？ ；yes，x1=1；no， x1=0 ， ； ， 段落码x2x3x4： 段落码
直接查表对比△i+1 ＞| us| ＞ △ i 则 x2x3x4 = △ i 所对应的段落码
A/D转换 转换
3 脉冲编码调制 脉冲编码调制PCM——非均匀量化
非均匀量化： 非均匀量化：压缩扩张技术
A律压缩 律压缩
A=1，无压缩，A越大小信号压缩程度越高。当A=87.6时即构成了 ，无压缩， 越大小信号压缩程度越高 越大小信号压缩程度越高。 时即构成了 13折线。 折线。 折线
A/D转换 转换
第2章 数字终端技术
信 源
模 数 转 换 数 模 转 换
信 宿
本章内容：模数转化（ 本章内容：模数转化（A/D） ） 重点： 重点：PCM编码 编码 了解： 了解：增量调制及自适应增量调制
A/D转换 转换
1 模数转换（A/D）的过程 模数转换（ ）
模拟信号：时间、幅值都连续变化的信号。 模拟信号：时间、幅值都连续变化的信号。
A/D转换 转换
量化－ 量化－幅度离散化 x(t) 7 6 5 4 3 2 1 0
Ts 2Ts 3Ts 4Ts 5Ts 6Ts 7Ts 8Ts
t (s)
9Ts 10Ts 11Ts 12Ts 13Ts 14Ts 15Ts 16Ts
A/D转换 转换
编码－ 编码－量化级的编码表示 x(t) 7 6 5 4 100 011 011 010 001
2 抽样定理
信号重建？ 信号重建？ 经过低通滤波即可。 经过低通滤波即可。
A/D转换 转换
3 脉冲编码调制 脉冲编码调制PCM
发端： 转换需要抽样、 发端：A/D转换需要抽样、量化、编码三步。 转换需要抽样 量化、编码三步。 收端： 转换解码、 收端：D/A转换解码、低通滤波。 转换解码 低通滤波。