通信原理复习（三）——模拟信号的数字化

模数变换包括三个步骤：抽样、量化和编码。（四步：采样、保持、量化和编码）

低通模拟信号抽样：均匀抽样定理。 fs≥2fH，1/2fH≥Ts。

带通模拟信号抽样：fs=2B（1+k/n），其中n是fH/B的最大整数，k是fH/B的小数部分。

模拟信号抽样后仍为模拟信号，只是时间上离散。

只要有量化就会有误差，PCM中失真最大的环节就是量化的环节。

量化噪声：量化输出电平和量化前信号的抽样值不同，即量化输出电平有误差。

信号量噪比=信号功率/量化噪声——量化电平数越多，量化噪声越小，信号量噪比越高。

为了改善小信号时的量噪比，考虑非均匀量化。

实际中，非均匀量化的方法通常是先将信号的抽样值压缩，再进行均匀量化。

为了对不同的信号强度保持信号量噪比恒定，在理论上要求压缩特性为对数特性。——A律压缩（13折线），u律压缩（15折线）。

A律压缩中常数A不同，则压缩曲线的形状也不同，它将特别影响小电压时的信号量噪比的大小。

把从模拟信号抽样、量化，直到变换成为二进制符号的基本过程，称为脉冲编码调制PCM，简称脉码调制。

把多进制数字信号变成二进制信号，这一变换过程称为编码。

常用的编码——自然二进制码和折叠二进制码。

折叠码的优点：误码对于小电压影响较小，编码电路简化。

13折线法中采用的折叠码为8位（非均匀量化），第一位表示量化值的极性正负，2～4位为段落码，其他4位为段内码，共2的7次方=128种量化值。

Rb=RB=fs·N ——典型数字电话传输比特率=8000Hz·8位=64Kbps

采用多进制可以减小带宽。

B=RB/2，带宽是传输速率的一半。

PCM系统的输出信号量噪比仅和编码位数N有关，且随N按指数规律增大。也随系统的带宽B按指数规律增长。

差分脉冲编码调制DPCM：对差值进行量化，简称差分脉码调制，可以用降低冗余度的方法降低数字电话信号的比特率。先根据前一个抽样值计算出一个预测值，再取当前抽样值和预测值之差做编码用，此差值称为预测误差。</