Chapter 8 Analog-to-Digital and Digital to Analog Conversion

83 Pages·2009·3.61 MB·English

by  Dennis Silage

EE4512 Analog and Digital Communications Chapter 8
CChhaapptteerr 88
AAnnaalloogg--ttoo--DDiiggiittaall aanndd
DDiiggiittaall ttoo AAnnaalloogg
CCoonnvveerrssiioonn
EE4512 Analog and Digital Communications Chapter 8
CChhaapptteerr 88
AAnnaalloogg--ttoo--DDiiggiittaall aanndd
DDiiggiittaall--ttoo--AAnnaalloogg
CCoonnvveerrssiioonn
•• SSaammpplliinngg aanndd QQuuaannttiizzaattiioonn
•• PPaaggeess 339900--339911
EE4512 Analog and Digital Communications Chapter 8
•• TTrraaddiittiioonnaall aannaalloogg ttrraannssmmiissssiioonn ((AAMM,, FFMM aanndd PPMM)) aarree lleessss
ccoommpplleexx tthhaann ddiiggiittaall ddaattaa ttrraannssmmiissssiioonn hhaavvee bbeeeenn tthhee bbaassiiss
ooff bbrrooaaddccaassttiinngg aanndd ccoommmmuunniiccaattiioonn ffoorr 110000 yyeeaarrss..
SS&&MM FFiigguurree 88--11aa
Analog television signal Analog television spectrum
EE4512 Analog and Digital Communications Chapter 8
•• DDiiggiittaall ddaattaa ttrraannssmmiissssiioonn ((PPAAMM,, AASSKK,, PPSSKK,, FFSSKK aanndd QQAAMM))
iiss mmoorree ccoommpplleexx bbuutt ((ppeerrhhaappss)) ooffffeerrss hhiigghheerr ppeerrffoorrmmaannccee
wwiitthh ccoonnttrrooll ooff aaccccuurraaccyy aanndd eeaassiieerr ssttoorraaggee,, ssiimmpplleerr ssiiggnnaall
pprroocceessssiinngg ffoorr nnooiissee rreedduuccttiioonn,, eerrrroorr ddeetteeccttiioonn aanndd
ccoorrrreeccttiioonn aanndd eennccrryyppttiioonn..
SS&&MM FFiigguurree 88--11bb
EE4512 Analog and Digital Communications Chapter 8
•• DDiiggiittaall ddaattaa ttrraannssmmiissssiioonn rreeqquuiirreess aannaalloogg--ttoo--ddiiggiittaall ((AADDCC))
aanndd ddiiggiittaall--ttoo--aannaalloogg ((DDAACC)) ccoonnvveerrtteerrss.. TThhee AADDCC pprroocceessss
uuttiilliizzeess ssaammpplliinngg aanndd qquuaannttiizzaattiioonn ooff tthhee ccoonnttiinnuuoouuss aannaalloogg
ssiiggnnaall..
AADDCC
DDAACC
SS&&MM FFiigguurree 88--11bb
EE4512 Analog and Digital Communications Chapter 8
•• AADDCC ssaammpplliinngg ooccccuurrss aatt aa uunniiffoorrmm rraattee ((tthhee ssaammpplliinngg rraattee))
aanndd hhaass aa ccoonnttiinnuuoouuss aammpplliittuuddee..
SS&&MM FFiigguurree 88--22aa,,bb
Analog signal
Uniform
Continuous
sampling
amplitude
rate
EE4512 Analog and Digital Communications Chapter 8
•• TThhee ccoonnttiinnuuoouuss aammpplliittuuddee ssaammppllee iiss tthheenn qquuaannttiizzeedd ttoo nn
bbiittss oorr rreessoolluuttiioonn ffoorr tthhee ffuullll ssccaallee iinnppuutt oorr 22nn lleevveellss..
Uniform
Continuous
sampling
amplitude
rate
Quantized
Quantized
amplitude
SS&&MM FFiigguurree 88--22bb,,cc
EE4512 Analog and Digital Communications Chapter 8
•• HHeerree nn == 44 aanndd tthheerree aarree 2244 == 1166 lleevveellss ffoorr aa ffuullll ssccaallee iinnppuutt
ooff 22 VV ((±± 11 VV)).. TThhee sstteepp ssiizzee == 22 VV // 1166 == 00..112255 VV aanndd tthhee
qquuaannttiizzeedd vvaalluuee
iiss tthhee mmiiddppooiinntt
ooff tthhee vvoollttaaggee
rraannggee..
SS&&MM TTaabbllee 88..11
EE4512 Analog and Digital Communications Chapter 8
CChhaapptteerr 88
AAnnaalloogg--ttoo--DDiiggiittaall aanndd
DDiiggiittaall--ttoo--AAnnaalloogg
CCoonnvveerrssiioonn
•• SSaammpplliinngg BBaasseebbaanndd
AAnnaalloogg SSiiggnnaallss
•• PPaaggeess 339922--339999
EE4512 Analog and Digital Communications Chapter 8
•• TThhee aannaalloogg ssiiggnnaall xx((tt)) wwhhiicchh iiss ccoonnttiinnuuoouussllyy,, uunniiffoorrmmllyy
ssaammpplleedd iiss rreepprreesseenntteedd bbyy::
∞
∑
x (t) = x(t) δ(t − kT )
SS&&MM EEqq.. 88..11
s S
k = −∞
MMuullttiipplliiccaattiioonn iinn tthhee tteemmppoorraall ddoommaaiinn iiss ccoonnvvoolluuttiioonn iinn tthhee
ffrreeqquueennccyy ddoommaaiinn aanndd tthhee ffrreeqquueennccyy ddoommaaiinn rreepprreesseennttaattiioonn
iiss::
F  ∞ 
∑
X (f) = X(f) ∗ δ(t − k T )
 
s S
 
k = −∞
 ∞ 
X (f) = X(f) ∗ f ∑ δ(f − k f ) SS&&MM EEqq.. 88..22
 
s S S
 
k = −∞
∞
∑
X (f) = f X(f − k f )
s S S
k = −∞