第7章模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸習(xí)題答案

1、第7章模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸7.1學(xué)習(xí)指導(dǎo)學(xué)習(xí)指導(dǎo)7.1.1要點(diǎn)要點(diǎn)本章的要點(diǎn)主要有抽樣定理；自然抽樣和平頂抽樣；均勻量化和非均勻量化；PCM原理，A律13折線編碼，譯碼；ΔM原理，不過載條件；PCM，ΔM系統(tǒng)的抗噪聲性能；PCM與ΔM的比較；時(shí)分復(fù)用和多路數(shù)字電話系統(tǒng)原理；1.概述概述為了使模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化傳輸，首先要通過信源編碼使模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，或稱為“模數(shù)轉(zhuǎn)換”即AD轉(zhuǎn)換。模數(shù)轉(zhuǎn)換的方法采用得最早而且應(yīng)用較

2、廣泛的是脈沖編碼調(diào)制(PCM)，PCM通信系統(tǒng)原理圖如圖71所示。圖71PCM通信系統(tǒng)原理圖抽樣量化器編碼器模擬信號(hào)PCM信號(hào)譯碼器低通濾波器模擬信號(hào)數(shù)字通信系統(tǒng)PCM信號(hào)由圖71可見，PCM系統(tǒng)由以下三部分組成。(1)模數(shù)轉(zhuǎn)換（AD轉(zhuǎn)換）模數(shù)轉(zhuǎn)換包括三個(gè)步驟：抽樣(Sampling)、量化(Quantization)和編碼(Coding)。a.抽樣是把在時(shí)間上連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)間上離散的抽樣信號(hào)，抽樣信號(hào)在時(shí)間上是離散的，但是其取

3、值仍然是連續(xù)的，所以是離散模擬信號(hào)。b.量化。量化是把幅度上連續(xù)的抽樣信號(hào)轉(zhuǎn)換成幅度離散的量化信號(hào)，故量化信號(hào)已經(jīng)是數(shù)字信號(hào)了，它可以看成是多進(jìn)制的數(shù)字脈沖信號(hào)。c.是編碼。編碼是把時(shí)間離散且幅度離散的量化信號(hào)用一個(gè)二進(jìn)制碼組表示。(2)數(shù)字方式傳輸——基帶傳輸或帶通傳輸；(3)數(shù)模轉(zhuǎn)換（DA）——將數(shù)字信號(hào)還原為模擬信號(hào)。包含了譯碼器和低通濾波器兩部分。2.抽樣定理抽樣定理為模擬信號(hào)的數(shù)字化和時(shí)分多路復(fù)用（TDM）奠定了理論基礎(chǔ)。根據(jù)

4、抽樣的脈沖序列是沖激序列還是非沖激序列，抽樣可以分為理想抽樣和實(shí)際抽樣。抽樣是按照一定的抽樣速率，把時(shí)間上連續(xù)的模擬信號(hào)變成一系列時(shí)間上離散的抽樣值的過程。能否由此樣值序列重建源信號(hào)，取決于抽樣速率大小，而描述這一抽樣速率條件的定理就是著名的抽樣定理。(1)低通信號(hào)的抽樣定理定理：設(shè)有一個(gè)頻帶限制在（0，fH）內(nèi)的連續(xù)模擬信號(hào)m(t)，若以Ts≤1(2fH)間隔對它抽樣，則m(t)將被這些抽樣值所完全確定。此定理又稱均勻（等間隔）抽樣定

5、理。τ，幅度為A，則自然抽樣信號(hào)ms(t)為m(t)與s(t)的乘積，即(75)()()()smtmtst??抽樣信號(hào)ms(t)的頻譜就是兩者頻譜的卷積：(76)()()()()()ττsssnsAMfMfSfSanfMfnfTp===式(76)中，=。s1sfT=2Hf可見，經(jīng)過截止頻率合適的理想低通濾波器，就可以從抽樣信號(hào)ms(t)中無失真地恢復(fù)原始的模擬信號(hào)了。自然抽樣信號(hào)的第一零點(diǎn)帶寬為(Hz)(77)1B??其中τ為窄脈沖序列

6、s(t)的脈沖寬度。b.平頂抽樣平頂抽樣與自然抽樣的不同之處在于抽樣后信號(hào)中的脈沖頂部是平坦的，脈沖幅度等于瞬時(shí)抽樣值。原理上可以看作由理想抽樣和脈沖形成電路產(chǎn)生，如圖72所示。圖72平頂抽樣及其框圖ms(t)tO(b)平頂抽樣框圖(a)平頂抽樣示意圖TsTs保持電路m(t)s(t)ms(t)mH(t)設(shè)保持電路的傳輸函數(shù)為H(f)，則平頂抽樣信號(hào)mH(t)的頻譜MH(f)為：(78)s()()()HMfMfHf?其中，Ms(f)的表達(dá)