2.1 数字终端技术（课件）-高一《数字通信技术》同步精品课堂（高教版2013）

图形图像处理——Photoshop CC 第四版 数字终端技术 数字终端技术 基本要求： o理解：模拟信号数字化的方法，脉冲编码调制（PC M）基本原理。理解取样定理，会计算取样频率。时分多路复用原理，30/32路PCM基群帧结构，建立数字信号帧的概念。 o了解：差值脉码调制（DPCM）、自适应差值脉码调制（ADPCM）、增量调制（AM）的基本原理。30/32路PCM数字通信系统的组成。 数字终端技术 2.1 概述 数字通信是以数字信号作为载体来传递信息的通信方式。它的任务是将各种信息变换成数字信号后在数字通信系统中传输。因此，在系统中必然包括两个重要的变换，一为模拟信号与数字基带信号之间的变换，二为数字基带信号与适合传输要求的信道信号之间的变换。前一种变换多是由发或收的终端设备来完成的，它将连续信号或离散信号变换成数字的基带信号。后一种变换则是由数字调制和解调器构成。本章讨论的数字终端技术，主要是前一种变换，即模拟信号数字化和压缩编码两个主要问题。 数字终端技术 2.1 概述 脉冲编码调制简称脉码调制或PCM (Pulse Code Modulation），它是实现模拟信号数字化的最基本、最常用的一种方法。数字信号是一种时间离散、取值离散的信号。脉码调制的任务就是把时间连续、取值连续的模拟信号转换成为时间离散、取值离散的数字信号，并按一定规律组合编码，形成PCM信号序列。这一数字化过程一般可用取样、量化和编码三个步骤来完成。 当模拟信号经过取样、量化和编码三个过程后，输出就是一个数字化的PCM信号，把此信号直接送到信道传输。这种方式称为脉码调制通信。 数字终端技术 2.1 数字终端技术 2.1 脉冲调制通信信息框图 图中解码器的任务与PCM调制器的任务相反，将接收到的数字信号还原成模拟信号，滤波器滤除离散脉冲中的谐波分量。 数字终端技术 2.1 注意： 图中模拟信号极性为正时用“ 0 "表示，极性为负时用“ 1 "表示，采用8421码。信号为一个周期的正弦波，取样点为8个，8个取样点的幅值分别为（1，2．7，2．9，1 . 6，一0．6，一2．4，一3，一2），采用四舍五人后的量化值分别为（1，3，3， 2，一1，一2，一3，一2），包含极性的模拟信号数字化编码是（001 011 011 010 101 110 111 110）。 数字终端技术 2.1 脉冲编码调制（PCM） 脉冲编码调制就是将模拟信号进行数字化处理，从而变成数字信号的一种技术，包含三个过程：取样、量化和编码。 数字终端技术 2.1 取样 脉冲编码就是将在时间上连续的模拟信号波形变成离散的脉冲，对一个个脉冲按幅度的高低进行编码。怎样才能将一个连续的模拟信号变成在时间上是离散的脉冲信号呢？ 那就需要对连续信号进行取样。所谓取样就是在信号的通路上加一个开关，按一定的速率进行开关动作。当开关闭合时，信号通过；开关断开时，信号被阻挡。这样就使通过开关后的信号变成了离散的不同幅度的脉冲信号，如图2．3所示。将此信号称为脉冲幅度调制（PAM）信号。 数字终端技术 2.1 取样 数字终端技术 2.1 取样示意图 取样 将模拟信号变成离散的脉冲信号，对它是有要求的，即要求取样之后的PAM信号，能还原成原来的模拟信号。从示意图可见，提取信号样值的时间间隔越短，就越能正确地重现信号，但是缩短时间间隔会导致数据量的增加；如果取样时间过长，无法恢复原来的模拟信号。实际应用时，根据奈奎斯特取样定理来确定取样频率，即 数字终端技术 2.1 量化 时间连续的模拟信号经过取样后，变成了在时间上是离散的而幅度的取值仍然是连续的脉冲幅度调制信号（PAM）。这种信号是时间离散的模拟信号，对这样的信号直接进行编码是有困难的，因为幅度的取值有无限多个，无法用有限位数的数值对其编码。因此，要求用有限个数的幅度取样值来取代原模拟信号无限个数的幅度取样值。把这种取代称为量化 数字终端技术 2.1 量化 用有限个量化值表示无限个取样值，总是含有误差的。由于量化而导致的量化值和样值的误差称为量化误差，用e（t）表示，即 量化误差在重现信号时将会以噪声的形式表现出来，由此而产生的噪声称为量化噪声。在通信系统中，总是设法减少量化误差来降低噪声。 量化分为均匀量化和非均匀量化，把每个量化值用数字码（或码组）表示，这个过程称为编码。实际设备中，量化和编码是一起完成的。为了便于理解，仍分两步介绍。 数字