模拟信号数字化幻灯片

1、模拟音频信号数字化传输模拟音频信号数字化传输仿真与分析仿真与分析模拟信号数字化模拟信号数字化模拟信号的数字化：将模拟信号转变成模拟信号的数字化：将模拟信号转变成数字信号数字信号抽样抽样量化量化编码编码抽样：抽样：就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信信号变成时间上离散的信 模拟音频信号模拟音频信号 音频信号的抽样音频信号的抽样量化：量化： 就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示

2、。示。 模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化由于均匀量由于均匀量 化存在的主要缺点是：无论抽样值大小如何，量化噪声的化存在的主要缺点是：无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值都固定不变。因此，当信号较小时，则信号量化噪声功率比均方根值都固定不变。因此，当信号较小时，则信号量化噪声功率比也就很小，这样的话化信噪比就难以达到给定的要求。为了克服这个也就很小，这样的话化信噪比就难以达到给定的要求。为了克服这个缺点，实际中，往往采用非均匀量化。非均匀量化是根据信号的不同缺点，实际中，往往采用非均匀量化。非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。区间来确定量

3、化间隔的。实际中，非均匀量化的实际方法通常是将抽样值通过压缩再进行均匀实际中，非均匀量化的实际方法通常是将抽样值通过压缩再进行均匀量化。通常使用的压缩器中，大多采用对数式压缩。广泛采用的两种量化。通常使用的压缩器中，大多采用对数式压缩。广泛采用的两种对数压缩律是对数压缩律是压缩律和压缩律和A压缩律。美国采用压缩律。美国采用压缩律，我国和欧洲压缩律，我国和欧洲各国均采用各国均采用A压缩律。压缩律。编码：编码：PCM编码编码 :脉冲编码调制脉冲编码调制 (Pulse Code Modulation)是一种对模拟信是一种对模拟信号数字化的取样技术，将模拟语音信号变换为数字信号的编码方式，号数字化的取

4、样技术，将模拟语音信号变换为数字信号的编码方式，特别是对于音频信号。特别是对于音频信号。PCM 对信号每秒钟取样对信号每秒钟取样 8000 次；每次取样次；每次取样为为 8 个位，总共个位，总共 64kb。 simulinkfs=100; t=1/fs:1/fs:1; n=8; s1=cos(2*pi*t); s=s1/max(abs(s1); %信号归一化信号归一化 y=Alaw(s); %A律量化律量化 qu c = u_quantize(y,n); qu1=decode(c,length(s),ceil(log2(n)+1); x=invAlaw(qu1); x=x*max(abs(s1

5、); plot(t,s1) hold on plot(t,x,r) figure(2)function y=Alaw(s0) A=87.6; A0=1/A; s=abs(s0); y=zeros(1,length(s); y(find(s=A0)=(A*s(find(s=A0)/(1+log(A).*sign(s0(sA0)=(1+log(A*s(find(sA0)/(1+log(A).*sign(s0(sA0); function x=invAlaw(y) A=87.6; A0=1/A;y0=abs(y); index=find(y01/(log(A)+1); x(index)=1/A*ex

6、p(y0(index)*(1+log(A)-1).*sign(y(index); % x(index)=1/A*exp(y0(index)/(1/(log(A)+1)-1).*sign(y(index);% cod=dec2bin(codi); % r l=size(cod); % for k=1:r % c(k-1)*(l+1)+1)=sign(y0(k)+abs(y0(k); % for k1=2:l+1 % c(k-1)*(l+1)+k1)=str2num(cod(k,k1-1);% end % end % % cod = str2num(cod); % %将符号数组转换为数字将符号数组

7、转换为数字 % r=ceil(log2(n+1); % c=zeros(1,length(codi)*r); % for k=1:length(codi) % l=length(cod(k,:); % for j=1:length(cod(k,:) % c(k-1)*r+j)=str2num(cod(k,j); % end % endDPSK调制原理调制原理 2DPSK是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息。假设为当前码元与前一码是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息。假设为当前码元与前一码元的载波相位差，定义数字信息与之间的关系为元的载波相位差，定义数字信息与之间的关系为

8、=0 表示数字信息表示数字信息“0”=1 表示数字信息表示数字信息“1”可以将一组二进制数字信息与其对应的可以将一组二进制数字信息与其对应的2DPSK信号的载波相位关系示例如下：信号的载波相位关系示例如下：二进制数字信息：二进制数字信息： 1 1 0 1 0 0 1 1 0 2DPSK信号相位：信号相位： （0） 0 0 0 或者或者 () 0 0 0 0 0 0由上图可见，先对二进制数字基带信号进行差分编码，即把表示数字由上图可见，先对二进制数字基带信号进行差分编码，即把表示数字信息序列的绝对码变换成相对码，然后再根据相对码进行绝对调相，信息序列的绝对码变换成相对码，然后再根据相对码进行绝对调相，从而产生二进制差分信号。从而产生二进制差分信号。DPSK相干解调原理相干解调原理2DPSK相干解调的原理：对相干解调的原理：对2DPSK信号进行相干解调，恢复出相对信号进行相干解调，恢复出相对码，再进过码反变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字码，再进过码反变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。在解调过程中，由于载波相位模糊性的影响，使得解调