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 = −∞