曾宪武《物联网通信技术》课后答案(四)

《物联网通信技术》课后答案(四)

4-1 什么是抽样定理?如何保证信号在抽样后不是真的恢复原来的波形?

曾宪武《物联网通信技术》课后答案(四)_第1张图片
更具体的请参考抽样定理

4-2 什么是量化?简述均匀量化和非均匀量化。

预先规定的有限个有限电平来表示模拟样值的过程叫做量化。
抽样把一个时间和幅度连续的信号变成了离散信号,量化把连续的抽样值变成了幅度上离散的值;
把输入信号的取值区域按等距离分割的量化叫做均匀量化。
非均匀量化是根据信号的不同来确定量化间隔的。对于信号较小的区间,其量化间隔也小,反之越大。

4-3 为什么要压缩和扩张?A律13折线的压缩特性是如何得到的?

非均匀抽样是经过抽样进行适当的变换后,再以均匀量化的方式进行量化的。通过一个非线性变换系统,将输入信号变为另一个信号,实现非均匀压缩变换;非均匀量化是对变换后的信号进行均匀量化,在接收端采用反变换的方式来恢复该信号,此过程称为扩张。
如何得到请参考A律13折线

4-4 已知某理想低通信号的上限截止频率f(H)=20kHz,对其进行均匀抽样,试求其抽样频率和抽样周期;若该信号采用8级量化,求PCM编码后的信息速率。

利用低通抽样定理知:f(s)≥2f(H)=40kHz,对其每一个样值采用8级量化,考虑到正负极性,每个样值编4位码,PCM速率为40*4=160kHz

4-5 某信号的频率范围在88~108kHz,试求其信号带宽、最低抽样频率和最大抽样间隔。

解:利用带通抽样定理得:f(s)=2B+2(f(H)-nB)/n
B=108-88=20kHz
n取小于f(H)/B的最大整数n=[f(H)/B]=[108/20]=6
f(s)=2B+2(f(H)-nB)/n=220+2(108-120)/6=36 kHz

4-6某信号的最高频率为20kHz,对其进行PCM编码,若采用十六进制编码,量化位数为4,试求该信号的码元速率和信息速率。

解:利用低通抽样定理知:f(s)≥f(H)=40kHz 对其每个样值编4位码,其码元速率为:R(B)=404=160 b/s
信息速率为:R(b)=R(B)lbK=160
lb4=320 kb/s

4-7 已知某信号量化范围为[-16,16],采用8位二进制编码,若进行均匀量化,则其量化间隔为多少?若采用A律13折线非均匀量化,最小量化间隔Δ又为多少?

解:均匀量化:间隔Δ=(x(max)-x(min))/M=(16-(-16))/2^7=32/128=0.25
A律13折线非均匀量化:间隔Δ=(32/128)*(1/16)=1/64 间隔相比缩小了1/16

4-8常用的PCM二进制编码有哪些?特点?

有三种:
自然二进制编码(NBC)
格雷二进制编码(RBC)
折叠二进制编码(FBC)

4-9 简述增量调制原理

增量调制简称为ΔM或增量脉码调制方式(DM),是PCM后出现的一种模拟信号数字化的方法。ΔM可以看成是PCM的一种特殊形式,是用1比特来量化的脉冲编码调制。ΔM在每一次抽样时,用一位二进制码元来表示每个差值信号,该信号不是表示抽样脉冲幅度,而是抽样值的变化趋势。

4-10 增量调制中的噪声主要有哪些?如何减少?

主要是量化噪声,采用增加抽样频率的方法可以减少噪声

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