简明通信原理第三章模拟信号的数字化
《数字通信原理》第3章习题(不含答案)
《第3章》习题一、填空：1.对一个基带信号t t t f ππ4cos 22cos )(+=进行理想抽样，为了在收信端能不失真地恢复f (t )，则抽样间隔应该不大于___________毫秒。
2.一个频带限制在0到f m 以内的低通模拟信号x (t )，可以用时间上离散的抽样值来传输，当抽样频率f s ≥2f m 时，可以从已抽样的输出信号中用理想低通滤波器不失真地恢复出原始信号，该理想低通滤波器的带宽B 允许的最小值和最大值分别为___________、___________。
3.如果信号的频谱不是从0开始，而是在f L ~f H 之间，带宽B=f H -f L ，通常当___________时该信号就被称为带通信号。
由带通信号抽样定理，当抽样频率f s 满足_______________________________________________________________________时，就可以保证时原始信号完全由抽样信号决定。
4.将模拟信号进行数字化的过程称为A/D 转换，最主要最基本的A/D 变换方法是脉冲编码调制，简称PCM 。
PCM 的三个基本步骤包括___________、___________和___________。
5.脉冲编码调制（PCM ）中，采样频率与信号的最高频率的关系为：_______________________________________________________。
6.量化就是把连续的无限个数的数值集合映射（转换）为___________数值集合的过程。
量化后的数值叫___________。
___________称为量化级，__________________就是量化间隔。
7.均匀量化的量化噪声与信号功率______（填“有”或“无”）关，它适用于动态范围______（填“大”或“小”）的信号，均匀量化的缺点是小信号的量噪比要比大信号的量噪比小；非均匀量化的量化噪声与信号功率的关系是__________________，适用于动态范围______（填“大”或“小”）的信号，非均匀量化的目的是降低小信号的量噪比。
(完整版)通信原理知识点
第一章1.通信的目的是传输消息中所包含的息。
消息是信息的物理表现形式，信息是消息的有效内容。
.信号是消息的传输载体。
2.根据携载消息的信号参量是连续取值还是离散取值，信号分为模拟信号和数字信号．，3.通信系统有不同的分类方法。
按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号（信号特征分类），相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。
按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统。
4.数字通信已成为当前通信技术的主流。
5.与模拟通信相比，数字通信系统具有抗干扰能力强，可消除噪声积累；差错可控；数字处理灵活，可以将来自不同信源的信号综合刭一起传输；易集成，成本低；保密性好等优点。
缺点是占用带宽大，同步要求高。
6.按消息传递的方向与时间关系，通信方式可分为单工、半双工及全双工通信。
7.按数据码先排列的顾序可分为并行传输和串行传输。
8.信息量是对消息发生的概率（不确定性）的度量。
9.一个二进制码元含1b的信息量；一个M进制码元含有log2M比特的信息量。
等概率发送时，信源的熵有最大值。
10.有效性和可靠性是通信系统的两个主要指标。
两者相互矛盾而又相对统一，且可互换。
在模拟通信系统中，有效性可用带宽衡量，可靠性可用输出信噪比衡量。
11.在数字通信系统中，有效性用频带利用率表示，可靠性用误码率、误信率表示。
12.信息速率是每秒发送的比特数；码元速率是每秒发送的码元个数。
13.码元速率在数值上小于等于信息速率。
码元速率决定了发送信号所需的传输带宽。
第二章14.确知信号按照其强度可以分为能量信号和功率信号。
功率信号按照其有无周期性划分，又可以分为周期性信号和非周期性信号。
15.能量信号的振幅和持续时间都是有限的，其能量有限，（在无限长的时间上）平均功率为零。
功率信号的持续时间无限，故其能量为无穷大。
16.确知信号的性质可以从频域和时域两方面研究。
17.确知信号在频域中的性质有4种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。
数字通信原理(附答案)[1]
![数字通信原理(附答案)[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/d91e1a463c1ec5da50e27021.png)
1、已知一个4进制信号的码元速率为4800波特，则其对应的信息速率是( C )A.4800bit/sB.2400bit/sC.9600bit/sD.14400bit/s2、产生已抽样信号频谱混叠的原因是（ C ）A.f s≥f mB.f s=2f mC.f s<2f mD.f s≥2f m3、样值为301△，它属于A律13折线的（ B ）A.第5量化段B.第6量化段C.第7量化段D.第8量化段4、在同一条链路上可传输多路信号，利用的是各路信号之间的（ B ）A. 相似性B.正交性C. 一致性D. 重叠5、在光纤中采用的多路复用技术是（ C ）A.时分复用B. 频分复用C.波分复用D. 码分复用R=( ), 信1、在4进制系统中，每秒钟传递1000个4进制符号，此系统的码元速率B R( ).( A )息速率bA.1000Bd,2000b/sB.2000Bd,2000b/sC. 2000Bd,1000b/sD. 1000Bd,1000b/s2、满足抽样定理时低通型信号的抽样频率应选为（ D ）A.f s≥f mB.f s=2f mC.f s<2f mD.f s≥2f m3、设模拟信号s(t)的幅度在[-2,2]v内均匀分布，对它进行奈奎斯特速率抽样，并均匀量化后，编为2进制码。
量化间隔为1/64v，需要多少量化电平数？（ D ）A.64B.128C.192D.2564、消息码为：1010001110001，对应的AMI码为：（ A ）A. +10-1000+1-1+1000-1B. +10-00000-1+1000-1C. -10+1000+1-1+1000-1D. +10+1000-1-1+1000+15、PCM30/32的二次群速率为（ B ）A.64 kb/sB.8.448Mb/sC.384kb/sD.2.048Mb/s2、产生已抽样信号频谱混叠的原因是（ C ）A.f s≥f mB.f s=2f mC.f s<2f mD.f s≥2f m3、均匀量化的PCM系统中，编码位数每增加1位，量化信噪比可增加（ C ）dB.A.2B. 4C. 6D. 84、绝对码为：10010110，对应的相对码为：（ B ）A. 10100101B.11100100C. 11100110D. 110001105、SDH采用的数字复接方法一般为（ B ）A.异步复接B.同步复接C.异步复接或同步复接D.以上都不是1、出现概率越__小__ 的消息，其所包含信息量越大；2、模拟信号的数字化过程主要包括抽样、_量化 _和编码；3、数字复接的方式主要有按位复接、按字复接和按帧复接；4、为了减小相干载波的稳态相位误差，应减小带通滤波器带宽和增大锁相环的增益；5、分组码（n,k）的编码效率为_ k/n ；1、衡量数字通信系统可靠性的主要指标是___差错率；2、模拟信号的数字化过程主要包括抽样、量化和编码；3、数字复接的方式主要有按位复接、按字复接和按帧复接；4、匹配滤波器就是指在某一特定时刻，使滤波器的瞬时输出信噪比最大的线性滤波器；5、码组0011011与码组0011011之间的码距是_ 0 _；1、已知8进制数字信号的传输速率为1600波特，若信息速率保持不变，变换成2进制数字信号的传输速率为 4800 波特。
通信原理第三章(模拟调制原理)习题及其答案
第三章（模拟调制原理）习题及其答案【题3－1】已知线性调制信号表示式如下：（1）cos cos c t w t Ω （2）(10.5sin )cos c t w t +Ω 式中，6c w =Ω。
试分别画出它们的波形图和频谱图。
【答案3－1】（1）如图所示，分别是cos cos c t w t Ω的波形图和频谱图设()M S w 是cos cos c t w t Ω的傅立叶变换，有()[()()2()()] [(7)(5)(5)(7)]2M c c c c S w w w w w w w w w w w w w πδδδδπδδδδ=+Ω+++Ω-+-Ω++-Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω（2）如图所示分别是(10.5sin )cos c t w t +Ω的波形图和频谱图：设()M S w 是(10.5sin )cos c t w t +Ω的傅立叶变换，有()[()()][()()2()()] [(6)(6)][(7)(5)2(7)(5)]M c c c c c c S w w w w w j w w w w w w w w w w j w w w w πδδπδδδδπδδπδδδδ=++-++Ω+++Ω---Ω+--Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω--Ω-+Ω【题3－2】根据下图所示的调制信号波形，试画出DSB 及AM 信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。
t0m(t)【答案3－2】AM 波形如下：通过低通滤波器后，AM 解调波形如下：DSB 波形如下：通过低通滤波器后，DSB 解调波形如下：由图形可知,DSB 采用包络检波法时产生了失真。
【题3－3】已知调制信号()cos(2000)cos(4000)m t t t ππ=+载波为4cos10t π，进行单边带调制，试确定单边带信号的表达式，并画出频谱图。
【答案3－3】可写出上边带的时域表示式4411ˆ()()cos ()sin 221[cos(2000)cos(4000)]cos1021[sin(2000)sin(4000)]sin1021[cos12000cos8000cos14000cos 6000]41[cos8000co 4m c c s t m t w t mt w t t t tt t tt t t t t πππππππππππ=-=+-+=+++--s12000cos 6000cos14000]11cos12000cos1400022t t t t tπππππ+-=+ 其傅立叶变换对()[(14000)(12000)2+(14000)(12000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=+++-+-可写出下边带的时域表示式'4411ˆ()()cos ()cos 221[cos(2000)cos(4000)]cos1021[sin(2000)sin(4000)]sin1021[cos12000cos8000cos14000cos 6000]41+[cos8000c 4m c c s t m t w t mt w t t t tt t tt t t t t πππππππππππ=+=+++=+++-os12000cos 6000cos14000]11cos8000cos1600022t t t t tπππππ+-=+其傅立叶变换对'()[(8000)(6000)2(8000)(6000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=++++-+-两种单边带信号的频谱图分别如下图。
现代通信技术之模拟信号数字化(ppt 67页)
现代通信技术
2
衡量数字通信系统可靠性的主要指标是误 码率和信号抖动。
(1) 在传输过程中发生误码的码元个数与传输 的总码元数之比。
(2) 在数字通信系统中，信号抖动是指数字信 号码元相对于标准位置的随机偏移。
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2.3 语声信号数字化编码
2.3.1 语声信号编码的基本概念及分类 2.3.2 2.3.3 差值脉冲编码调制 2.3.4 时分多路复用
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现代通信技术 (2) μ律和A律压缩特性 ① μ律压扩特性 μ律压缩特性表示式为：
y 1 ln(1 X ) ln(1 )
② A律压扩特性
以A为参量的压扩特性叫做A律特性。 A律特性的表示式为
y AX 1 ln A
y 1 ln A X 1 lmA
0 X 1 A
1 X 1 A
语声信号的最高频率限制在3400Hz，这时满足 抽样定理的最低抽样频率应为fsmm=6800Hz,为了留 有一定的防卫带，原CCITT规定语音信号的抽样频 率为fs=8000Hz，这样，就留出了8000–6800=1200Hz 作为滤波器的防卫带。
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现代通信技术
3
· · 实行抽样的开关函数是单位冲激脉冲序列， 即理想抽样； · 通过理想低通滤波器恢复原语声信号。
ema (u)=Δ/2
但在过载区内的量化误差，即过载量化误差 则会大于Δ/2。
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现代通信技术
非过载区内量化噪声功率应为：
2 1 ()2
12
或
2
U2 3N 2
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现代通信技术
根据信噪比的定义，我们可求得量化信噪比， 即信号功率与量化噪声功率之比，可表示为：
《通信原理》模拟题+答案
《通信原理》模拟题+答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、( ）是能在接口端口间提供可控的VC（虚容器）的透明连接和再连接的设备，其端口速率既可以是SDH速率，也可以是PDH速率。
此外，它还具有一定的控制、管理功能。
A、TMB、SDHC、SDXCD、ADM正确答案：C2、能够发现错误并能纠正错误码叫做（）A、差错码B、纠删码C、纠错码D、检错码正确答案：C3、帧结构由信息净负荷(Pay load)、段开销（SOH）和( ）三个区域组成A、POHB、管理指针单元C、RSOHD、SDH复接结构正确答案：B4、信源又称为信息源或发终端，是（）的产生地，是各种消息转换成电信号的转换器，信源输出的信号称为基带信号。
A、信息B、信号C、消息D、信道正确答案：A5、调制信道分为恒参信道和( ）A、变参信道B、有线信道C、调制信道D、无线信道正确答案：A6、( ）完成数字分接功能的设备A、数字分接器B、复接器C、数字D、字母正确答案：A7、频率调制又分为调频FM、脉冲载频调制PFM和( ）A、PSKB、ASKC、频率键控FSKD、PAM正确答案：C8、噪声的分类按照来源划分分为人为噪声、自然噪声和( ）A、单频噪声B、脉冲噪声C、起伏噪声D、内部噪声正确答案：D9、( ）通信是通过人力或畜力或烽火台传递完成的A、现代B、原始C、近代D、未来正确答案：B10、信道分为狭义信道和( ）A、有线信道B、调制信道C、无线信道D、广义信道正确答案：D11、( ）的基本思想是利用相邻样值信号幅度的相关性，以相邻样值信号幅度的差值变化来描述模拟信号的变化规律，即将前一样值点与当前样值点之间的幅值之差编码来传递信息A、增量调制B、调制C、多调制D、改调制正确答案：A12、以下那个英文代表的是局域网（）A、WANB、MANC、JAND、LAN正确答案：D13、在信道上传输的是（）的通信系统称为数字通信系统A、任何信号B、模拟信号C、数字信号D、以上均不对正确答案：C14、( ）输出信噪比。
通信原理教程模拟信号的数字化课件
数字信号的复原方法
由于数字信号的采样样本是离散的，因此复原出的信号可能会有一定的失真或误差，尤其是在采样率较低或信号频率较高时。
数字信号复原的准确性
数字信号的复原
数字信号误差的来源
数字信号的误差主要来源于采样过程中的量化误差、传输过程中的误码以及解码过程中的失真等。
将图像信号数字化，便于存储、传输和编辑。
将电视信号数字化，提高图像质量和传输效率。
数字通信
数字音频
数字图像
数字电视
02
CHAPTER
采样定理与采样
采样定理公式
采样定理的公式是 f_s >= 2f_max，其中 f_s 是采样频率，f_max 是信号的最高频率。
采样定理定义
采样定理是关于模拟信号数字化的基本理论，它确定了采样频率与信号最高频率之间的关系，以避免信号失真。
编码定义
编码是将离散的数字信号转换为可以在通信信道中传输的码字的过程。
编码
编码缺点
编码过程会增加数字信号的复杂性，需要更多的计算和存储资源；同时，不同的编码方式具有不同的特点和适用场景，需要根据实际需求进行选择。
量化优点
量化可以将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，便于计算机处理和传输；同时，量化可以减小信号的动态范围，降低信号的复杂性。
量化缺点
量化过程会产生量化误差，导致信号质量的损失；同时，量化过程需要选择合适的量化级数和方式，否则可能会引入额外的噪声和失真。
编码优点
编码可以提高数字信号的传输效率和可靠性；同时，编码可以提供差错控制和数据压缩等功能。
量化与编码的优缺点
模拟信号的数字化(通信原理)
通信原理第三章 ppt课件
制某载波的过程 。
通信原理第三章
3、调制的作用
★（1）将基带信号变成适合在信道中传输 的已调信号
★（2）实现信道的多路复用 （3）改善系统的抗噪声性能 （4）改变信号占用的带宽
通信原理第三章
4、调制的分类
连续波调制 （载波为正弦波）
振幅调制（AM, DSB ,SSB,VSB) 模拟调制 频率调制（FM )
（1）最直接的方法——滤波法：
将不含直流分量的基带信号m(t)和载波信号经乘法器后 得到双边带信号DSB，再通过一个单边带滤波器就得 到需要的单边带SSB信号。
m(t )
h (t )
S SSB ( t )
A cos c t
单边带调制 通信原的理第一三章般模型
单边带调制（SSB）的一般模 型
从图中看，SSB与DSB好象没什么不同， 但两者的h(t) 不同。DSB 的h(t) 要求保 留两个边带信号；而SSB 的h(t)只要求 保留一个而且只能保留一个边带信号。
1 2
t
－ c
0
通信原理第三章
A0
c
调幅AM信号
由图可见： （1）波形包络与输入基带信号m(t)成正比 （2）频谱具有上、下对称的两个边带 （3）频谱中心含离散载频分量，它并不携带信息 （4）要使调幅波的包络波形与基带信号波形相同， 则一定要满足两个条件： a、对所有的t的值|m(t)|max≤ A0，否则会过调制 b、载波频率必须高于基带信号的最高频率
线性调制器的一般模型
输出信号的一般表达式：
时域： s m ( t ) m ( t ) A co 0 t h ( s t )
且 m(t) M()
通信原理韩庆文第三章 模拟信号数字化传输(2)
rs 8000 8 64kb / s
采用折叠码。
3.4
数字通信原理
脉冲编码调制（PCM）
1 2
PCM基本原理 编码规则 PCM编码器和译码器 PCM系统的噪声性能
3 4
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编码规则
◆ 3位二进码表
◆ 折叠二进码
(b ,b
n
n-1
,… , b1 )
还原
折叠码的特点
数字通信原理
M2
D1
7/11 变 换
M3 M8
串/并 变 换 记忆
D2
D8
本 地 解 码 器
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时间波形图
数字通信原理
D8
D1 D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D1 D1
D7
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时间波形图
数字通信原理
D8 Di Di’ D8’
D1 D1’
D2 D2’
D3 D3’
D4
D5 D4’
a8 1
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PCM编码器和译码器
数字通信原理
编码器 译码器
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译码原理
数字通信原理
定义
译码的作用是把收到的PCM 信号还原成相应 的PAM 样值信号，即进行D/A变换
A律13折线译码器 译码举例
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A律13折线译码器
数字通信原理
PCM码流
极性控制
3 4
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PCM编码器和译码器
数字通信原理
编码器 译码器
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通信原理韩庆文第三章 模拟信号数字化传输(3)
用阶梯波m’(t)逼近 抽样间隔
t
K
一个量阶σ上最大斜率
t
fs
译码器的最大跟踪斜率
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过载特性
数字通信原理
dm t fs dt max
译码器的输出m’(t)能跟上m(t)的变化 eq(t)在[-σ,+σ]区间内变化 量化误差
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判决器输出0
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简单增量调制系统
数字通信原理
积分器和脉冲产生器组成本地译码器，它的 作用是根据c(t)，形成预测信号m1(t)
c(t)为“1”，m(t)上升一个量阶σ c(t)为“0”，m(t)下降一个量阶σ 送到相减器与m(t)进行幅度比较
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简单增量调制系统
数字通信原理
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斜变波的逼近
数字通信原理
也可用斜变波m1(t)近似m(t)，斜变波也有 两种变化
按斜率σ/Δt上升一个量阶；
按斜率-σ/Δt下降一个量阶。
用“1” 码表示正斜率，用“0”码表示负斜率， 同样可以获得二进制序列。
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斜变波逼近
数字通信原理
m(t)
m(t) m1(t)
与PCM 编码方式相比,ΔM具有编译码设备简 单，低比特率时的量化信噪比高，抗误码特性 好等优点。
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预测通信
数字通信原理
DPCM是预测通信中最简单的一种。 预测通信的基本原理：
利用模拟信号在观察点t＝t0之前一个或若干个 抽样点上的取值，对这个观察点上的取值进行 估计和预测。 虽然预测值与实际值之间必然会存在着一定的 误差,但可以将误差量化、编码传输。收端将预 测值加上误差便可恢复原信号，由于误差值一 般比量化值小，从而达到压缩比特速率的目的。
模拟信号数字化的基本原理及编码技术
模拟信号数字化的基本原理及编码技术一、模拟信号数字化的基本原理模拟信号是连续变化的，而数字信号是离散的。
因此，模拟信号数字化的过程就是将连续的模拟信号变为离散的数字信号。
这个过程主要包括采样、量化和编码三个步骤。
1. 采样采样是指将模拟信号在时间上进行离散化的过程。
具体来说，就是以一定的时间间隔对模拟信号进行取样，得到一系列的离散样本。
这些样本虽然在时间上是离散的，但在幅度上仍然是连续的。
采样定理指出，如果采样频率高于信号最高频率的两倍，就能够无失真地恢复出原始信号。
2. 量化量化是指将连续的幅度值转换为离散的数字量的过程。
具体来说，就是将取样得到的连续样本进行幅度上的离散化，将其转换为有限个离散的数字量。
这个过程会产生一定的量化误差，因此量化等级越高，误差就越小。
3. 编码编码是指将量化后的离散数字量转换为二进制代码的过程。
具体来说，就是将量化后得到的离散数字量转换为相应的二进制代码，实现模拟信号的数字化。
编码完成后，就可以进行数字信号的传输、存储和处理了。
二、模拟信号数字化的编码技术1. 脉冲编码调制（PCM）脉冲编码调制（PCM）是一种常见的模拟信号数字化编码技术。
PCM通过对模拟信号进行采样、量化和编码，将其转换为数字信号。
PCM编码具有较高的压缩比，能够实现较高的音频和视频质量。
2. 增量脉冲编码调制（ΔPCM）增量脉冲编码调制（ΔPCM）是一种基于PCM的编码技术，它通过对相邻样本之间的差值进行编码，减少了需要传输的样本数量，从而降低了数据传输量。
ΔPCM编码具有较低的压缩比，适用于一些对音频和视频质量要求较低的应用场景。
3. 增量脉冲编码调制（ΣΔPCM）增量脉冲编码调制（ΣΔPCM）是一种结合了ΔPCM和PCM的编码技术，它通过对模拟信号进行过采样和噪声成形，提高了对微弱信号的检测和识别能力。
ΣΔPCM编码适用于一些对信号质量要求较高的应用场景，如高保真音频等。
4. 差分脉冲编码调制（DPCM）差分脉冲编码调制（DPCM）是一种基于PCM的编码技术，它通过对当前样本与前一个样本之间的差值进行编码，减少了需要传输的样本数量，从而降低了数据传输量。
模拟信号的数字化(通信原理)
目录
• 模拟信号与数字信号的概述 • 模拟信号的数字化过程 • 数字信号的传输与处理 • 模拟信号数字化在通信系统中的应用
01
模拟信号与数字信号的概 述
模拟信号的定义与特性
定义
模拟信号是连续变化的物理量， 其幅度随时间连续变化。
特性
模拟信号具有连续性和时间上的 无限可分性，可以表示任何连续 变化的物理量。
数字信号的定义与特性
定义
数字信号是离散的物理量，其幅度只 有有限个取值。
特性
数字信号具有离散性和时间上的有限 可分性，只能表示有限的离散值。
模拟信号与数字信号的比较
优点比较
模拟信号具有直观、易于理解的特点，而数字信号具有抗 干扰能力强、传输质量高、可进行加密处理等优点。
缺点比较
模拟信号在传输过程中容易受到干扰和损失，而数字信号 需要更高的采样率和数据传输速率，对硬件要求较高。
广播
数字广播利用模拟信号数字化技术将 音频信号转换为数字信号，实现了广 播节目的高质量传输和接收，提高了 广播的抗干扰能力和音质。
数据传
01
计算机网络
模拟信号数字化技术可以将数据信号转换为数字信号，实现数据的快速
传输和存储，提高了计算机网络的传输速度和稳定性。
02 03
数字电视
数字电视利用模拟信号数字化技术将视频和音频信号转换为数字信号， 实现了高质量的视频和音频传输和接收，提高了电视节目的清晰度和稳 定性。
详细描述
量化是将取样后的信号幅度进行近似的过程。由于取样后的信号仍然是连续的，我们需 要将其转换为离散的数字值。在量化过程中，我们选择一个适当的量化级别，将每个取 样点的幅度近似到最近的量化级别，并将这些量化值转换为数字码。通过这种方式，我
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数字信号接收质量
数字信号接收质量受到多种因素 的影响，如信道质量、噪声干扰、 失真等，需要采取相应的措施来
提高数字信号接收质量。
数字信号的抗干扰能力
抗干扰能力
数字信号在传输过程中受到各种 噪声和干扰的影响较小，具有较
强的抗干扰能力。
抗干扰技术
为了进一步提高数字信号的抗干扰 能力，可以采用多种抗干扰技术， 如信道编码、差错控制编码、扩频 通信等。
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件
目录
• 引言 • 模拟信号与数字信号的对比 • 模拟信号的数字化过程 • 数字信号的传输与接收 • 数字信号的优势与应用 • 结论
01
引言
主题简介
01
模拟信号的数字化是通信原理中 的重要概念，涉及信号的采样、 量化和编码等过程。
02
本课程将介绍模拟信号数字化的 基本原理、方法和技术，以及其 在通信系统中的应用。
数字信号的特点
数字信号的值在时间上是离散的，幅 度上也是离散的，只能表示有限的离 散状态。
模拟信号与数字信号的优缺点比较
模拟信号的优点
模拟信号能够表示连续 变化的物理量，因此能 够更准确地表示实际物
理量。
模拟信号的缺点
模拟信号容易受到噪声 和干扰的影响，传输过
程中也容易失真。
数字信号的优点
数字信号具有抗干扰能 力强、传输可靠、精度 高、易于存储和复制等
THANKS
感谢观看
优点。
数字信号的缺点
数字信号是离散的，不 能表示连续变化的物理 量，因此在某些领域可
能不够准确。
03
模拟信号的数字化过程
采样
01
02
通信原理知识点
第一章1.通信的目的是传输消息中所包含的息;消息是信息的物理表现形式,信息是消息的有效内容;.信号是消息的传输载体;2.根据携载消息的信号参量是连续取值还是离散取值,信号分为模拟信号和数字信号．,3.通信系统有不同的分类方法;按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号信号特征分类,相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统;按调制方式分类：基带传输系统和带通调制传输系统;4.数字通信已成为当前通信技术的主流;5.与模拟通信相比,数字通信系统具有抗干扰能力强,可消除噪声积累；差错可控；数字处理灵活,可以将来自不同信源的信号综合刭一起传输；易集成,成本低；保密性好等优点;缺点是占用带宽大,同步要求高;6.按消息传递的方向与时间关系,通信方式可分为单工、半双工及全双工通信;7.按数据码先排列的顾序可分为并行传输和串行传输;8.信息量是对消息发生的概率不确定性的度量;9.一个二进制码元含1b的信息量；一个M进制码元含有log2M比特的信息量;等概率发送时,信源的熵有最大值;10.有效性和可靠性是通信系统的两个主要指标;两者相互矛盾而又相对统一,且可互换;在模拟通信系统中,有效性可用带宽衡量,可靠性可用输出信噪比衡量;11.在数字通信系统中,有效性用频带利用率表示,可靠性用误码率、误信率表示;12.信息速率是每秒发送的比特数；码元速率是每秒发送的码元个数;13.码元速率在数值上小于等于信息速率;码元速率决定了发送信号所需的传输带宽;第二章14.确知信号按照其强度可以分为能量信号和功率信号;功率信号按照其有无周期性划分,又可以分为周期性信号和非周期性信号;15.能量信号的振幅和持续时间都是有限的,其能量有限,在无限长的时间上平均功率为零;功率信号的持续时间无限,故其能量为无穷大;16.确知信号的性质可以从频域和时域两方面研究;17.确知信号在频域中的性质有4种,即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度;18.周期性功率信号的波形可以用傅里叶级数表示,级数的各项构成信号的离散频谱,其单位是V;19.能量信号的波形可以用傅里叶变换表示,波形变换得出的函数是信号的频谱密度,其单位是V/Hz ;20.只要引入冲激函数,我们同样可以对于一个功率信号求出其频谱密度;21.能量谱密度是能量信号的能量在频域中的分布,其单位是J/Hz;功率谱密度则是功率信号的功率在频域中的分布,其单位是W／Hz;22.周期性信号的功率谱密度是由离散谱线组成的,这些谱线就是信号在各次谐波上的功率分量|Cn|2,称为功率谱,其单位为w;但若用δ函数表示此谱线;则它可以写成功率谱密度|Cf|2δf-nf0的形式;23.确知信号在时域中的特性主要有自相关函数和互相天函数;24.自相关函数反映一个信号在不同时间上取值的关联程度;25.能量信号的自相关函数RO等于信号的能量；而功率信号的自相关函数RO 等于信号的平均功率;互相关函数反映两个信号的相关程度,它和时间无关,只和时间差有关,并且互相关函数和两个信号相乘的前后次序有关;26.能量信号的自相关函数和其能量谱密度构成一对傅里叶变换;27.周期性功率信号的自相关函数和其功率谱密度构成一对傅里叶变换;28.能量信号的互相关函数和其互能量谱密度构成一对傅里叶变化;29周期性功率信号的互相关函数和其互功率谱密度构成一对傅里叶变换;第三章1.通信中的信号和噪声都可以看作随时间变化的随机过程;2.随机过程具有随机变量和时间函数的特点,可以从两个不同却又紧密联系的角度来描述：①随机过程是无穷多个样本函数的集合；②随机过程是一族随机变量的集合;3.随机过程的统计特性由其分布函数或概率密度函数描述;若一个随机过程的统计特性与时间起点无关,则称其为严平稳过程;4.数字特征则是另一种描述随机过程的简洁手段;若过程的均值是常数,且自相关函数Rt1,t1+τ=Rτ,则称该过程为广义平稳过程;5.若一个过程是严平稳的,则它必是广义平稳的,反之不一定成立;6.若一个过程的时间平均等于对应的统计平均,则该过程是各态历经性的;7.若一个过程是各态历经性的,则它也是平稳的,反之不一定成立;8.广义平稳过程的自相关函数Rτ是时间差τ的偶函数,且R0等于总平均功率,是Rτ的最大值;功率谱密度是自相关函数傅里叶变换维纳——辛钦定理：这对变换确定了时域和频域的转换关系;9.高斯过程的概率分布服从正态分布,它的完全统计描述只需要它的数字特征;一维概率分布只取决于均值和方差;二维概率分布主要取决于相关函数;高斯过程经过线性变换后的过程仍为高斯过程;10.正态分布函数与Qx或erfx函数的关系在分析数字通信系统的抗噪声性能时非常有用;11.平稳随机过程通过线性系统后,其输出过程也是平稳的,且12.窄带随机过程及正弦波加窄带高斯噪声的统计特性,更适合对调制系统/带通型系统/无线通信衰落多径信道的分析;13.瑞利分布、莱斯分布、正态分布是通信中常见的三种分布：正弦载波信号加窄带高斯噪声的包络一般为莱斯分布;当信号幅度大时,趋近于正态分布；幅度小时,近似为瑞利分布;14.高斯白噪声是分析信道加性噪声的理想模型,通信中的主要噪声源——热噪声就属于这类噪声;它在任意两个不同时刻上的取值之间互不相关,且统计独立;15.白噪声通过带限系统后,其结果是带限噪声;理论分析中常见的有低通白噪声和带通白噪声;第四章1.无线信道按照传播方式区分,基本上有地波、天波和视线传播三种；另外,还有散射传播,包括对流层散射、电离层散射和流星余迹散射;2.为了增大通信距离,可以采用转发站转发信号;用地面转发站转发信号的方法称为无线电中继通信；用人造卫星转发信号的方法称为卫星通信；用平流层平台传发信号的方法称为平流层通信;3.有线信道分为有线电信道和有线光信道两大类;有线电信道有明线、对称电缆、同轴电缆之分;有线光信道中的光信号在光纤中传输;4.光纤按照传输模式分为单模光纤和多模光纤;按照光纤中折射率变化的不同,光纤又分为阶跃型光纤和梯度型光纤;5.信道的数学模型分为调制信道模型和编码信道模型两类;调制信道模型用加性干扰和乘性干扰表示信道对于信号传输的影响;加性干扰是叠加在信号上的各种噪声;6.经过信道传输后的数字信号分为三类：第一类为确知信号；第二类为随机信号；第三类为起伏信号;7.噪声能使模拟信号失真,使数字信号发生错码,并限制着信息的传输速率;按照来源分类,噪声可以分成人为噪声和自然噪声两大类;自然噪声中的热噪声来自一切电阻性元器件中电子的热运动;热噪声本身是白色的;但是,热噪声经过接收机带通滤波的过滤后,其带宽受到了限制,成为窄带噪声;8.信道容量是指信道能够传输的最大平均信息量;按照离散信道和连续信道的不同,信道容量分别有不同的计算方法;离散信道的容量单位可以是b/符号或是b/s,连续信道容量的单位是b/s;9.连续信道容量的公式得知,带宽、信噪比是容量的决定因素,带宽和信噪功率比可以互换,增大带宽可以降低信噪功率比而保持信道容量不变;但是,无限增大带宽,并不能无限增大信道容量;第五章1.调制在通信系统中的作用至关重要,它的主要作用和目的：将基带信号调制信号变换成适合在信道中传输的已调信号；实现信道的多路复用；改善系统抗噪声性能;2.调制,是指按调制信号的变化规律去控制载波的某个参数的过程;根据正弦载波受调参数的不同,模拟调制分为：幅度调制和角度调制;3.线性调制的通用模型有：滤波器和相移法;4.解调是调制的逆过程,其作用是将已调信号中的基带调制信号恢复出来;5.解调方法：相干解调和非相干解调;6.相干解调适用于所有线性调制信号的解调;7.实现相干解调的关键是接收端要恢复出一个与调制载波严格同步的相干载波;8.包络检波是直接从已调波的幅度中恢复原调制信号;它属于非相干解调,因此不需要相干解调;AM信号一般都采用包络检波;9.角度调制包括调频FM和调相PM;信号的瞬时相偏与mt成正比;信号的带宽约为调制信号带宽的两倍与AM信号相同12.与幅度调制技术相比,角度调制最突出的优势是其较高的抗噪声性能;信号的非相干解调和AM信号的非相干解调包络检波一样,都存在“门限效应”;14.多路复用是指在一条信道中同时传输多路信号;15.常见的复用方式有：频分复用FDM,时分复用TDM和码分复用CDM等;是一种按频率来划分信道的复用方式；的特征是各路信号在频域上是分开的,而在时间上是重叠的第六章：1.基带信号：指未经调制的信号;这些信号特征是其频谱从零频或很低频率开始,占据较宽的频带;2.基带信号处理或变换的目的是使信号的特性与信道的传输特性相匹配;3.数字基带信号是消息代码的电波表示;表示形式有：单极性和双极性波形、归零和非归零波形、差分波形、多电平波形之分,各有不同的特点;4.码型编码用来把原始消息代码变换成适合于基带信道传输的码型;5.常见的传输码型有AMI码,HDB3码,双相码、CMI码、nBmB码和nBmT码等;码常适用于A律PCM4次群以下的接口码型;7.功率谱分析的意义在于,可以确定信号的带宽,还可以明确能否从脉冲序列中直接定时分量,以及采取怎样的方法可以从基带脉冲序列中获得所需的离散分量;8.码间串扰和信道噪声是造成误码的两个主要因素;如何消除码间串扰和减小噪声对误码率的影响是数字基带传输中相许研究的问题;9.奈奎斯特带宽为消除码间串扰奠定了理论基础;α=0的理想低通系统可以达到2Baud/Hz的理论极限值,但它不能物理实现;实际中应用较多的α>0的余弦滚降特性,其中α=1的升余弦频谱特性易于实现,且响应波形的尾部衰减收敛快,有利于减小码间串扰和位定时误差的影响,但占用带宽最大,频带利用率下降为1Baud/Hz;10.在二进制基带信号传输过程中,噪声引起的误码有两种差错形式：发“1”错判为“0”,发“0”错判为“1”;11.在相同条件下,双极性基带系统的误差双极性基带系统的误码率比单极性的低,抗噪声性能好,且在等概条件下,双极性的最佳判决门限电平为0,与信号幅度无关,因而不随信道特性变化而变;12.而单极性的最佳判决门限电平为A/2,易受信道特性变化的影响,从而导致误码率增大;13.部分响应技术通过有控制地引入码间串扰在接收端加以消除,可以达到2Band/Hz的理想频带利用率,并使波形“尾巴”振荡衰减加快这样的两个目的;14.部分响应信号是由预编码器、相关编码器、发送滤波器、信道和接收滤波器共同产生的;其中,相关编码是为了得到预期的部分响应信号频谱所必需的;15.预编码解除了码元之间的相关性;16.实际中为了减小码元串扰的影响,需要采用均衡器进行补偿;17.实用的均衡器是有限长的横向滤波器,其均衡原理是直接校正接受波形,尽可能减小码间串扰;18.峰值失真和均方失真评价均衡效果的两种度量准则;19.眼图为直观评价接收信号的质量提供了一种有效的实验方法;20.眼图可以定性反映码间串扰和噪声的影响程度,还可以用来指示接收滤波器的调整,以减小码间串扰,改善系统性能;第七章：21.二进制数字调制的基本方式有：1二进制振幅键控2ASK——载波信号的振幅变化；2二进制频移键控2FSK——载波信号的频率有变化；3二进制相移键控2PSK——载波信号的相位变化;22.由于2PSK体制中存在相位不确定性,又发展出了差分相移键控2DPSK;和2PSK所需的带宽是码元速率的2倍；所需的带宽比2ASK和2PSK都要高;25.各种二进制数字调制系统的误码率取决于解调器输入信噪比r;26.在抗加性高斯白噪声方面,相干2PSK性能最好,2FSK次之,2ASK最差;是一种应用最早的基本调制方式;其优点是设备简单,频带利用率较高；缺点是抗噪声性能最差,并且对信道特性变化敏感,不易使抽样判决器工作在最佳判决门限状态;是数字通信中不可或缺的一种调制方式;其优点是抗干扰性能力较强,不受信道参数变化的影响,因此FSK特别适合应用于衰落信道；缺点是占用频带较宽,尤其是MFSK,频带利用率较低;目前,调频体制主要应用于中、低速数据传输中;或DPSK是一种高传输效率的调制方式,其抗噪声能力比ASK和FSK都强,且不易受信道特性变化的影响,因此在高、中速数据传输中得到了广泛的应用;30.绝对相移PSK在相干解调时存在载波相位模糊度的问题,在实际中较少采用于直接传输;MDPSK应用范围更为广泛;第十章1.信源编码有两个功能：模拟数信号数字化和信源压缩;2.模拟信号数字化的目的是使模拟信号能在数字通信系统中传输,特别是能够和其他数字信号一起在宽带综合业务数字通信网中同时传输;3.模拟信号数字化需要经过三个步骤,即抽样、量化和编码;4.抽样的理论基础是抽样定理;抽样定理指出,对于一个频带限制在0≤f≤fh 内的低通模拟信号抽样时,若最低抽样速率不小于奈奎斯特抽样速率2fh,则能够无失真地恢复原模拟信号;5.对于一个带宽为B的带通信号而言,抽样频率应不小于2B+2fh—Nb/n；但是,需要注意,这并不是说任何大于2B+2fh—Nb/n的抽样频率都可以从抽样信号无失真地恢复原模拟信号;6.已抽样的信号仍然是模拟信号,但是在时间上是离散的;7.离散的模拟信号可以变换成不同的模拟脉冲调制信号,包括PAM , PDM和PPM;8.抽样信号的量化分为两大类,即标量量化和矢量量化;9.抽样信号的标量量化有两种方法：一种是均匀量化,另一种是非均匀量化;10.抽样信号量化后的量化误差又称为量化噪声;11.电话信号的非均匀量化可以有效地改善其信号量噪比;12.为了便于采用数字电路实现量化,通常采用13折线法和15折线法代替A 律和μ律;13.量化后的信号变成了数字信号,但是,为了适宜传输和存储,通常用编码的方法将其变成二进制信号的形式;14.电话信号是最常用的编码PCM,DPCM和△M;15.模拟信号数字化后,变成了在时间上离散的脉冲信号;这就为时分复用TDM 提供了基本条件;16.由于时分复用的诸多优点,使其成为目前代频分复用的主流复用技术;为时分复用数字电话通信定制了PDH和SDH两套标准建议;体系主要适用于较低的传输速率,它又分为E和T两种体系,我国采用前者E 作为标准;系统适用于15Mb/s以上的数字电话通信系统,特别是光纤通信系统中;矢量量化是将n个抽样值构成的n维矢量,在n维欧几里得空间中进行量化,并设计量化器的区域划分使量化误差的统计平均值达到小于给定的数值;20.量化后的矢量称为码字,对全部码字进行编号并组成码书,传输时,仅传输码字的编号,在接收端将收到的码字编号对照同一码字查出对应的码字;21.信源压缩编码分为两类,即有损压缩和无损压缩;22.语音和图像信号常采用有损压缩方法编码,因为它们的少许失真不会被人的耳朵和眼睛察觉;23.数字数据信号不允许有任何损失,所以必须采用无损压缩;24.语音压缩编码可以分为三类：波形编码、参量编码和混合编码;25.对波形编码的性能要求是保持语音波形不变,或使波形失真尽量小;26.对参量编码和混合编码的性能要求是保持语音的可懂度和清晰度尽量高;27.语音参量编码是将语音的主要参量提取出来编码;28.图像压缩可以分为静止图像压缩和动态图像压缩两类;29.静止图像压缩利用了邻近像素之间的相关性,并且常常在变换域中进行有损压缩;30.最广泛应用的静止图像压缩国际标准是JPEG;31.动态图像压缩利用了邻近帧的像素之间的相关性,在静止图像压缩的基础上再设法减小邻帧像素间的相关性;32.最广泛应用的动态图像压缩国际标准是MPEG;33.数据压缩不允许有任何损失,因此只能采用无损压缩方法;34.由于有限离散信源中各字符的信息含量不同,为了压缩,通常采用变长码;35.为了确定变长码每个字符的分界,需要采用唯一可译码;36.唯一可译码又可以按照是否需要参考后继码元译码,分为即时可译码和非即时可译码;37.霍夫曼码是一种常用的无前缀变长码,它在最小码长意义上是最佳码;38.反映数据压缩编码性能的指标为压缩比和编码效率;39.压缩比是压缩前采用等长码每个字符的平均码长与压缩后每个字符的平均码长之比;40.编码效率等于编码后的字符平均信息量熵与编码平均码长之比;41.当字符表中字符数目标较少和出现概率差别不是很大时,为了提高编码效果,可以采用扩展字符表的方法,提高编码效率;。
通信原理考试复习大纲(10电子+通信)
通信原理考试复习大纲第一章绪论1．通信系统的一般模型框图。
2．评价一个通信系统优劣的主要性能指标。
（分别对应模拟和数字通信系统）3．码元速率、信息速率的概念及关系。
4．比特率、波特率、误码率和误信率的定义。
5．离散信源的统计特性。
6．信息量、熵（平均信息量）和信道容量的公式、定义及计算。
7．最大熵出现的条件及计算式。
8．由香农公式推出的结论（四条，还有一个具有指导意义的结论）。
第二章信道1．信道分类2．天波、地波、视线传播3．信道的数学模型：调制信道、编码信道第三章模拟信号的数字化1．脉冲编码调制（PCM）的基本原理及框图。
2．调制定理、低通和带通抽样定理及公式计算。
3．自然抽样、平顶抽样、理想抽样4．对数量化——A律和μ律压扩，重点是A律压缩特性各方面问题。
5．编码——码型选择（重点是折叠二进制码）、码位选择及安排、逐次比较编码器原理（参看课件）6．线性码与非线性码之间的对应关系（参看课件及例题）第四章时分复用和频分复用1．复用的目的和分类。
2．频分复用、时分复用原理及应用。
3．PCM基群——PCM30/32路(A律压扩特性)制式和PCM24路(μ律压扩特性)帧结构及参数求解。
第五章数字信号的基带传输1．基带传输系统的基本结构框图。
2．常见数字基带信号的码型（包括单极性非归零码、双极性不归零码、单极性归零码、双极性归零码、差分码、数字双相码、密勒码、传号反转码（CMI码）、AMI码、HDB3码），会画图。
3．部分响应基带传输系统的定义、差错传播及克服方法。
4．眼图模型及各部分含义。
第六章m序列产生、性质及应用。
第七章数字信号的载波传输1．二进制幅度（振幅）键控（2ASK）原理、调制实现方法（模拟相乘和数字键控法）、解调原理框图。
2．二进制移频键控（2FSK）原理、调制实现方法（模拟调频和数字键控法）、解调（非相干解调和相干解调）原理框图、常用而且简便的解调方法是过零检测法原理框图。
3．二进制移相键控（2PSK）原理、调制实现方法（模拟相乘和数字键控法）、相干解调原理框图。
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使Iw向Is逐步逼近，从而实现对信号抽样值的非均匀量化和编码。
类似天平称物过程
若 Is＞Iw，输出“1”码 若 Is＜Iw，输出“0”码
记忆电路：寄存前面编出的码，以便确定下一次的标准电流 值 Iw。 7/11变换：将 7 位非线性码转换成 11位线性码，以便恒流源产生
所需的标准电流 Iw。
[a,b]
量化电平数
M
则量化间隔
eq mk - mq
ba v M
分层电平（端点）
量化电平（中点）
信号量噪比 S/Nq
eq mk - mq
——量化器的性能指标之一 的均方值---量化噪声功率为：
量化噪声
mk = m(kTs ) mq = mq (kTs )
信号mk 的平均功率：
—— PCM的改进型，是一种预测编码方法
预测编码简介
问题引出
PCM 需用 64kb/s 的比特率传输 1 路 数字电话信号，这意味 ，
其占用频带 比 1路模拟标准话路带宽(4 kHz)要 宽很多倍。 究其根源：PCM 是对每个样值独立地编码，与其他样值无关。
例
解
（1）极性码： C1 = 1（正） （2）段落码： C2 C3 C4 （3）段内码： C5 C6 C7 C8 = 0011
起始 1024 ∆V8 =64
= 111（第⑧段）
IW6
IW7 1270
IW5
IW4
PCM码组 C1~ C8 ＝1 111 0011
译码
—— 把 PCM 信号 相应的 PAM 样值信号，即 D/A 变换。
其频谱为：
n
m(nT ) (t nT )
s s
1/Ts
1 M s ( f ) M ( f ) T ( f ) Ts
M ( f ) ( f n f ) s n
n= 0
理想抽样过程的波形和频谱：
混叠失真：
C1 极性码
C2C3C4 段落码
C5C6C7C8 段内码
极性码：表示样值的极性。正编“1”，负编“0”
段落码：表示样值的幅度所处的段落
段内码：16种可能状态对应代表各段内的16个量化级
段落码
段落序号 i =1 ~8 段落码 C 2 C 3 C4
量化级 序号
段内码
C5 C6 C7 C8
段内 码 量化级 序号
A律13折线译码器原理框图
它与逐次比较型编码器中的本地译码器基本相同，不同的是：
增加了极性控制部分和带有寄存读出的 7/12 位码 变换电路。
各部分功能：
串/并变换记忆电路 ：将串行 PCM 码变为并行码,并记忆下来。 极性控制：根据收到的极性码 C1来控制译码后PAM信号的极性。
7/12变换电路: 将7位非线性码转变为12位线性码。
第3 章 学习内容：
模拟信号的数字化
抽样 — 低通信号和带通信号 量化 — 标量（均匀/非均匀）和矢量 脉冲编码调制 — PCM、 DPCM 、ADPCM 及A律13折线 增量调制（∆M）原理及不过载条件 时分复用 — TDM
§ 3.1
引言
为什么要数字化？
模拟信号数字化传输的三个环节： A/D → 数字方式传输 → D/A
C5 C6 C7 C8
段 内 码
8 7～ 6 5 4 3 2 1
1 1 1 1 0 0 0 0
1 1 0 0 1 1 0 0
1 0 1 0 1 0 1 0
15 14 13 12 11 10 9 8
1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000
7 6 5 4 3 2 1 0
fH fs
此时，不能无失真重建原信号
因此，抽样速率 必须满足：
这就从 频域角度 证明了 低通抽样定理。
重建原信号：
低通滤波器HL(f)
m (t )
内插公式
抽样与恢复原理框图：
3.2.2
实际采样
自然采样 m(t)
ms (t )
ms (t ) m(t )s(t )
Ms ( f ) M ( f ) S( f )
---自然抽样
对比：
1 Ms ( f ) Ts
n
M ( f nf )
s
---理想抽样
ms (t ) m(t )T (t )
自然抽样过程的波形和频谱：
ms (t ) m(t )s(t )
自然抽样与恢复原理框图：
理想抽样：
自然抽样：
理想冲激序列
s(t) 实际脉冲序列
A/D转换（数字化编码）的技术：
波形编码和参量编码
波形编码的三个步骤：
抽样、量化 和 编码
波形编码的常用方法：
PHale Waihona Puke M、DPCM、 ∆M§3.2
模拟信号de抽样
抽样定理 --- 模拟信号数字化和时分多路
复用的理论基础
§3.2.1 低通模拟信号的抽样定理
定理：
证明： 设单位冲激序列：
§3.4
编码和译码
编码——将量化后的有限个量化电平变换 成二进制码组
西安电子科技大学
通信工程学院
§3.4.1 常用二进制码
表
10 │ 4
—— 编码考虑的问题之一
样值脉冲极性 量化级序号 自然二进制码 折叠二进制码 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1
特点： 具有镜像特性 优点： ①简化编码过程 ②误码对小电压 的影响小
自 然 二 进 码 和 折 叠 二 进 码
正极性部分
负极性部分
编译码较为复杂
§3.4.2 码位的选择与安排 —— 之二，关乎通信质量和设备复杂度
在A律13折线 PCM编码中，共计：
2 8 16=256=28 个量化级
—— 需将每个样值脉冲（Is ）编成 8位 二进制码：
其周期T = 抽样间隔Ts
1 1 ( f ) ( f n ) T (t ) (t nT ) T T n T n
抽样过程可看作是 m(t ) 与 δ T(t) 的相乘。因此 ，理想抽样信号为：
ms (t ) m(t )T (t )
网络类同。它是在寄存读出电路的控制下,输出相应的 PAM信号。
例
解
由上例可知，编码电平 ：
编码后误差:
IC=1216△
因此，译码电平：
( Is - IC) = 54 △
ID = IC + ∆Vi /2=1216+64/2=1248△
译码后误差 :
| Is- ID | = 22 △
1270
PCM 信号的比特率和带宽
传输带宽: 若采用非归零矩形脉冲传输时，谱零点带宽为
B RB Rb f s N
例如: 一路模拟话路带宽为
B=4 kHz
一路数字电话带宽为 B=8000×8 = 64 kHz
因此PCM信号占用的频带 比 标准话路带宽要 宽很多倍。
§3.6
差分脉冲编码调制
Differential PCM, DPCM
西安电子科技大学
通信工程学院
§3.3. 1 量化原理
—— 用 有限个 量化电平 表示 无限个 抽样值。
分层 电平
mi
抽样值 量化值
量化 电平
qi=q1~qM
vi mi - mi 1
量化 间隔
抽样值
量化信号值
§3.3.2 均匀量化
若抽样信号 的取值范围
—— 等间隔划分输入信号的取值域
抽样值 量化值 量化噪声
就送出 一个 PCM 码组
各部件的功能：
极性判决：确定样值信号的极性，编出极性码： 整流器：双单（样值 的幅度大小）。
PAM信号
1，样值为正 C1 0，样值为负
保持电路：使每个样值的幅度在 7 次比较编码过程中保持不变。 比较器（核心）：将样值电流 Is与标准电流 Iw 进行逐次比较，
S M2 Nq
M 2N
v 2a / M
S 20lg M 6N N q dB 含义？
均匀量化的缺点
—— 原因： Nq与信号样值大小无关，仅与量化间隔 V 有关 。
应用：主要用于概率密度为均匀分布的信号，如遥测遥控信号、图 像信号数字化接口中。
解决方案
目的：增加一个∆Vi /2恒流电流，人为地补上半个量化级，
编码器中
7/11
使最大量化误差不超过∆Vi /2 , 从而改善量化信噪比。
寄存读出电路：将输入的串行码在存储器中寄存起来, 待全部接
收后再一起读出 , 送入解码网络。实质上是进行 串/并 变换。
12位线性解码电路 ：由恒流源和电阻网络组成,与编码器中解码
0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000
起始电平和量化间隔