《量化信噪比》PPT課件教程文件.ppt

《《量化信噪比》PPT課件教程文件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、《量化信噪比》PPT課件6.1引言二、依據(jù)：抽樣定理。三、過(guò)程模擬信號(hào)抽樣、量化編碼數(shù)字系統(tǒng)譯碼低通天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院6.1引言四、本章重點(diǎn)1.抽樣、量化和編碼的基本理論。2.脈沖編碼調(diào)制(PCM)和增量調(diào)制(△M)。3.PCM和△M的抗噪聲性能。天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院6.2抽樣定理一、分類(lèi)低通型和帶通型。均勻抽樣和非均勻抽樣。理想抽樣和實(shí)際抽樣。天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院6.2抽樣定理二、低通信號(hào)抽樣定理定理：一個(gè)頻帶限制在(0，fH)Hz內(nèi)的時(shí)間連續(xù)信號(hào)m(t)，如果以不低于2fH次/秒的速率fs對(duì)m(t)進(jìn)行

2、抽樣，則m(t)可由抽得的樣值完全確定。要點(diǎn)：1.m(t)是低通信號(hào)，其最高頻率為fH。2.定理中提到的“抽樣”是等間隔的抽樣，所以該定理稱(chēng)為均勻抽樣定理。3.該定理中“以不低于2fH次/秒的速率對(duì)m(t)進(jìn)行抽樣”也可以說(shuō)，“在信號(hào)最高頻率分量的每一個(gè)周期內(nèi)至少應(yīng)抽樣兩次”。天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院定理的證明:設(shè)δT(t)為周期性沖擊函數(shù)，其周期為T(mén)s。將m(t)和δT(t)相乘，得到的信號(hào)便是均勻間隔為T(mén)s秒的沖擊序列，表示對(duì)m(t)的抽樣。假設(shè)m(t)、δT(t)和ms(t)的頻譜分別為M(ω)、δT(ω)、Ms(ω)。根據(jù)卷

3、積定理，時(shí)域的乘積等于頻域的卷積，可得ms(t)的付氏變換低通信號(hào)抽樣定理天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院低通信號(hào)抽樣定理Return因?yàn)樗蕴旖蚬I(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院低通信號(hào)抽樣定理天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院低通信號(hào)抽樣定理由圖可知：用截止角頻率為ωH的理想低通濾波器可從ms(t)的頻譜Ms(ω)中濾出原基帶信號(hào)的頻譜M(ω)，即其中即天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院低通信號(hào)抽樣定理所以由上式可知，任何一個(gè)帶限的連續(xù)信號(hào)完全可以用其抽樣值表示。從而證明了低通抽樣定理。但實(shí)際中，由于不存在嚴(yán)格的帶限信號(hào)和理想的低通濾波器，因此實(shí)際的抽

4、樣頻率一般都大于2fH。天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院低通信號(hào)抽樣定理說(shuō)明：fs=2fH是理想抽樣速率，實(shí)際中取2.5～5倍的fH。例如：普通話音信號(hào)的帶寬限制在3300Hz左右，而抽樣速率通常為8kHz。天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院定理：一個(gè)頻帶限制在fL和fH之間的帶通信號(hào)m(t)，如果以如下的抽樣速率進(jìn)行抽樣那么，m(t)可完全由其抽樣值確定。此時(shí)頻譜空隙最小，且頻譜不重疊。式中，B=fH-fL為帶通信號(hào)的帶寬；k=fH/B-n，n是小于fH/B的最大正整數(shù)。由此可知，必有0≤k<1。三、帶通信號(hào)抽樣定理天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程

5、學(xué)院6.3脈沖振幅調(diào)制(PAM)PAM是脈沖載波的振幅隨基帶信號(hào)變化的一種調(diào)制方式。如果載波是由沖激脈沖序列組成，則按抽樣定理得到的信號(hào)ms(t)就是一個(gè)PAM信號(hào)。需要指出，用沖激脈沖序列進(jìn)行抽樣是一種理想情況，是不可能實(shí)現(xiàn)的。即使能實(shí)現(xiàn)，由于抽樣后信號(hào)的頻譜為無(wú)限寬，對(duì)有限帶寬的信道而言也無(wú)法傳輸。因此，在實(shí)際中通常采用有限寬度的窄脈沖序列近似代替沖激脈沖序列。常見(jiàn)的兩種基本抽樣形式是自然抽樣和平頂抽樣。天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院6.3.1自然抽樣設(shè)抽樣脈沖s(t)為矩形脈沖序列，其脈沖寬度為τ秒、幅度為A、重復(fù)周期為T(mén)s秒。那么

6、自然抽樣就可通過(guò)s(t)與信號(hào)m(t)直接相乘來(lái)實(shí)現(xiàn)。時(shí)域表示式為頻域表示式為天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院6.3.1自然抽樣天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院6.3.2平頂抽樣平頂抽樣也稱(chēng)為瞬時(shí)抽樣，其特點(diǎn)是抽樣以后的信號(hào)脈沖序列有一定寬度，且具有相同的形狀，而不是隨信號(hào)m(t)變化，它的幅度正比于信號(hào)m(t)的瞬時(shí)抽樣值。數(shù)學(xué)模型、時(shí)域波形與頻域波形如下圖所示:天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院6.3.2平頂抽樣天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院6.3.2平頂抽樣平頂抽樣信號(hào)的時(shí)域表示式為頻域表示式為天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院6.3.2平頂抽

7、樣為了消除由H(ω)引起的頻率失真，可在低通濾波器之前用傳輸函數(shù)為1/H(ω)的網(wǎng)絡(luò)加以修正，則低通濾波器輸入信號(hào)的頻譜變成這樣低通濾波器便能無(wú)失真地恢復(fù)出M(ω)。天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院6.4脈沖編碼調(diào)制(PCM)PCM主要由抽樣、量化、編碼三個(gè)部分組成。PCM系統(tǒng)方框圖如下圖所示。天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院利用預(yù)先規(guī)定的有限個(gè)電平來(lái)表示模擬信號(hào)抽樣值的過(guò)程稱(chēng)為量化。量化由量化器產(chǎn)生。6.4.1量化與編碼一、概念量化器天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院3.量化過(guò)程。天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院特點(diǎn)：隨機(jī)出現(xiàn)，像噪聲一樣影響通信

8、質(zhì)量。4.量化噪聲（量化誤差）量化噪聲的平均功率：天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院5.量化信噪比輸出信號(hào)的平均功率：輸出量化信噪比：天津工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)院2.設(shè)輸入信號(hào)最大值為b，最小值