设单路语音信号的最高频率是4kHz,采样频率为8kHz,采用PCM编码传输,试问采样后按256级量化,则传输系统的最小带宽是多少?
时间: 2023-09-16 21:05:15 浏览: 111
### 回答1:
每个采样点需要用8位表示,所以每秒需要传输8kb的数据量(8kHz ✕ 8位),每个量化级别需要用离散化位数来表示,因此256级量化需要8个二进制位($2^8=256$)。因此,每秒传输带宽为8kb ✕ 8位 = 64kbps,最小传输带宽为4kHz ✕ 8位 = 32kbps。也就是说,需要至少提供32kbps的带宽才能保证传输系统的正常运行。
### 回答2:
要求采样频率不小于信号最高频率的2倍,才能满足奈奎斯特采样定理的要求。在这个问题中,信号最高频率是4kHz,所以采样频率应该不小于8kHz。
在PCM编码中,将采样后的模拟信号量化为数字信号,采用256级的量化编码。即使有8位编码来表示每个采样值,总共有256个数字表示,最小的数字表示最小幅度的信号。
传输系统的最小带宽是由采样频率决定的,它应该至少是信号的最高频率的2倍。在这个问题中,信号的最高频率是4kHz ,所以最小带宽应该是8 kHz。
因此,采样后按256级量化的传输系统的最小带宽是8 kHz。
### 回答3:
在PCM编码传输中,采样频率决定了能够准确还原信号的最高频率。根据奈奎斯特定理,信号的采样频率必须是信号最高频率的2倍才能满足采样定理,即8kHz的采样频率可以准确还原4kHz的语音信号。
采用256级量化,即将每个采样值量化为256个离散级别。由于每个采样值用8位表示,因此每个采样点需要传输8个比特。
对于8kHz的采样频率,每秒需要传输8000个采样点,即8000个8位的比特。
所以传输系统的最小带宽为8000乘以8,即64kbps(千比特每秒)。
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为何电话可以对语音信号采用8KHz的采样速率
电话对语音信号采用8KHz的采样速率是因为人类的语音信号主要集中在0~4KHz的频率范围内,采样频率选择8KHz可以满足奈奎斯特采样定理的要求,即采样频率应该是信号最高频率的两倍以上,同时也可以在保证信号质量的前提下降低采样数据量,提高传输效率。此外,电话通信中使用的编码方式也是针对8KHz采样率设计的,如G.711编码就是一种采用8KHz采样率、8位量化精度、无损压缩的编码方式。