模拟信号数字化：抽样定理与PCM、增量调制解析

"该资源是关于天津工业大学信息与通信工程学院的一份PPT演示文稿，包含68张幻灯片，主要讲解了模拟信号数字化的相关概念和技术，包括抽样定理、脉冲振幅调制（PAM）、脉冲编码调制（PCM）、增量调制（△M）以及它们的改进型，并简要介绍了语音与图像的压缩编码。" 在信息与通信工程领域，模拟信号数字化是一个核心环节，这涉及到信号处理、通信系统和数据存储等多个方面。这份PPT详细介绍了这一过程。 首先，引入模拟信号数字化的原因是数字信号具有抗干扰性强、易于存储、加密以及适合大规模集成电路实现等优点。这一转换过程主要包括抽样、量化和编码三个步骤。 第六章的第一部分，抽样定理是模拟信号数字化的理论基础。抽样定理指出，一个最高频率为fH的低通信号m(t)，可以通过以不小于2fH次/秒的抽样速率fs进行采样，从而确保原始信号能被完全恢复。抽样分为低通型和带通型，而均匀抽样是最常见的情况，即在信号每个周期内至少抽样两次。理想的抽样过程会引入周期性冲击函数，通过频域分析可以更深入理解抽样定理。 接着，PPT讨论了脉冲振幅调制（PAM）和脉冲编码调制（PCM）。PAM是一种基本的调制方式，它将模拟信号的幅度变化转换为脉冲的幅度变化。PCM则进一步将这些幅度转换为二进制数字，通常包括抽样、量化和编码三个步骤。量化是将连续的模拟信号转换为离散的数字值，而编码则是将量化后的值转化为二进制码流。 增量调制（△M）是一种简单的量化技术，它根据输入信号的变化方向和大小来改变输出脉冲的极性和数量。此PPT还提到了几种增量调制的改进型，如差分增量调制（DPCM），它利用前一时刻的量化误差来预测当前时刻的量化值，从而提高编码效率。 此外，PPT还简要提及了语音与图像的压缩编码技术，这是为了减少数据量，提高传输效率。例如，将量化后的信号范围分为多个层次，通过预测编码（如增量调制、差分脉冲编码调制DPCM）和熵编码等方法实现数据压缩，使得信号在保持可接受的失真水平下占用更小的带宽。 总结来说，这份PPT提供了丰富的信息与通信工程领域的基础知识，涵盖了模拟信号数字化的关键技术和理论，对于学习和理解通信系统的设计与实现具有重要的参考价值。