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批准人:
年 月 日
第一讲 脉冲编码调制基本原理
教 学 提 要
课目 专业基础
目的 了解脉冲编码调制的基本原理。 容 1、数的进制
2.语音信号的数字化
3.时分多路复用和PCM30/32系统
方法 课堂讲解,电化教学。 时间 45分钟
要求 1.遵守课堂纪律,专心听讲,做好笔记;
2.勤于思考,积极发言,课后做好复习。
器材保障 教材、资料
教 学 进 程
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教学准备 (5分钟)
1.清点人数,准备教学用具;
2. 宣布作业提要。 教学实施 (37分钟)
一、数的进制 (一)二进制数 (二)八进制数 (三)十六进制数 一、语音信号的数字化
大家都知道,语音信号是模拟信号,而数字程控交换机部交换的却是数字信号,那么如何使模拟的语音信号数字化,可采用脉冲编码调制的方法,即PCM。我们知道,模拟信号数字化称为模/数(A/D)变换,而把数字信号还原成模拟信号称为数/模(D/A)变换,综合A/D和D/A的一般步骤,图1-3给出了PCM通信的简单模型。
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发送端
语音 信号 接收端
语音 信号 抽样量化编码信道 再生解码低通 (一)抽样
语音信号在时间上是连续的,经过抽样后变成时间上离散的信号。简单的说,抽样就是将模拟信号在时间上离散的过程。抽样上每隔一定的时间间隔T,在抽样器上接入一个抽样脉冲,通过抽样的脉冲去控制抽样器的开关电路,取出话音信号的瞬间电压值,即样值。如图1-4所示,抽样后的信号称为抽样信号,显然,它可以看作按幅度调制的脉冲信号,即PAM信号,其幅度的取值仍是连续的,不能用有限个数字来表示,因此抽样值仍是模拟信号。
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A/D变换
图1-3 PCM通信的简单模型
D/A变换
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f(t) 模拟信号 0 抽样脉冲 0
t
1T 2T 3T 4T 5T 6T 取样值 t
抽样信号 0 1T 2T 3T 4T 5T t
图1-4 语音信号的抽样
语音信号抽样后信号所占用的时间被压缩了,这是时分复用技术的必要条件。关于这一点将在本节课第三个容讲解,但是,用抽样信号代替原信号必须要满足抽样定理,否则样值不能够完全表征原信号。
抽样定理:对于一个具有有限带宽的模拟信号f(t),其最高频率分量为fm ,则当抽样频率fs ≥ 2fm 时,样值可以完全表征原信号。
我们的语音信号频率在300-3400HZ之间,根据抽样定理,抽样频率fs=2x3400=6800HZ,为了留一定的防卫
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带,ITU规定的抽样频率为:fs=8000HZ,抽样周期为T=1/8000=125μs。 (二)量化
抽样后的信号,其幅度的取值仍是无限多个,是连续的,在幅度上离散化抽样信号,就是量化。简单的说,量化就是将抽样信号在幅度上离散化的过程。量化可以采用“四舍五入”的方法,使每个抽样后的幅度值用一个邻近的“整数”值来近似,图1-5a就是这种量化方法的示意图,图中把信号归纳为0-7级,并规定,小于0.5的为0级;0.5-1.5之间为1级;依次类推,这样经过量化,连续的样值被归到了0-7级中的某一级,图1-5b就是量化后的值,这里的每一级称为量化级。
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