第7章模擬信號的數(shù)字傳輸習題答案

1、第7章模擬信號的數(shù)字傳輸模擬信號的數(shù)字傳輸7.1學習指導學習指導7.1.1要點要點本章的要點主要有抽樣定理；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；時分復用和多路數(shù)字電話系統(tǒng)原理；1.概述概述為了使模擬信號實現(xiàn)數(shù)字化傳輸，首先要通過信源編碼使模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，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PCM信號譯碼器低通濾波器模擬信號數(shù)字通信系統(tǒng)PCM信號由圖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)換包括三個步驟：抽樣(Sampling)、量化(Quantization)和編碼(Coding)。a.抽樣是把在時間上連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換成時間上離散的抽樣信號，抽樣信號在時間上是離散的，但是其取

3、值仍然是連續(xù)的，所以是離散模擬信號。b.量化。量化是把幅度上連續(xù)的抽樣信號轉(zhuǎn)換成幅度離散的量化信號，故量化信號已經(jīng)是數(shù)字信號了，它可以看成是多進制的數(shù)字脈沖信號。c.是編碼。編碼是把時間離散且幅度離散的量化信號用一個二進制碼組表示。(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)字信號還原為模擬信號。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的數(shù)字化和時分多路復用（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際抽樣。抽樣是按照一定的抽樣速率，把時間上連續(xù)的模擬信號變成一系列時間上離散的抽樣值的過程。能否由此樣值序列重建源信號，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)低通信號的抽樣定理定理：設(shè)有一個頻帶限制在（0，fH）內(nèi)的連續(xù)模擬信號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ms(t)為m(t)與s(t)的乘積，即(75)()()()smtmtst??抽樣信號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ms(t)中無失真地恢復原始的模擬信號了。自然抽樣信號的第一零點帶寬為(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中的脈沖頂部是平坦的，脈沖幅度等于瞬時抽樣值。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mH(t)的頻譜MH(f)為：(78)s()()()HMfMfHf?其中，Ms(f)的表達