通信原理教案7-2(17)

1、教 案 紙內(nèi) 容方法與手段第 7 章 模擬信號的數(shù)字傳輸（第二講）目的要求： 1、掌握量化誤差和均勻量化信噪比的計算。 2、掌握非均勻量化的概念、實現(xiàn)方法。 3、掌握13折線A律PCM編譯碼。三、抽樣信號的量化1、量化、量化誤差的概念量化：取值連續(xù)的抽樣信號有限種取值的量化信號量化誤差e(t)=量化值g(t)-抽樣值m(t)。2、均勻量化（1）均勻量化的概念：教材P196（2）量化信噪比：設(shè)量化間隔為，它與量化級數(shù)M的關(guān)系為：=，b和a分別為量化器允許的輸入信號最大值和最小值。通常a=-b=V。最大量化誤差為/2。假定信號x是等間隔地落入各量化級(-VV等概)，則信號功率為量化噪聲功率為： 故

2、量化信噪比為：或第 7-5 頁教 案 紙內(nèi) 容方法與手段【例71】設(shè)量化范圍為-VV，編碼位數(shù)為n，即，輸入信號為正弦信號，且非滿載運用（A40dB的條件下，信噪比不低于26dB，即，求得。這樣，編碼位數(shù)太多，不僅設(shè)備復(fù)雜，而且需要較大的傳輸帶寬。由此可見，均勻量化的缺點是：如要滿足動態(tài)范圍的要求，則所需的編碼位數(shù)太多；如編碼位數(shù)減少，則動態(tài)范圍受限。解決這一矛盾的辦法是，采用非均勻量化。2、非均勻量化（1）非均勻量化的概念：教材P197（2）非均勻量化的實現(xiàn)：數(shù)字壓擴(kuò)技術(shù)+均勻量化針對語音信號，國際上有A律和律兩種壓縮特性，分別為 式中 A=87.6。第 7-6 頁教 案 紙內(nèi) 容方法與手段

3、 式中 =255。美國、日本等使用律壓縮特性，中國、歐洲各國等使用A律壓縮特性。A律及律壓縮特性分別用13折線和15折線來近似。 第 7-7 頁教 案 紙內(nèi) 容方法與手段非均勻量化的信噪比：表示改善量?！纠?2】分別求13折線A律壓擴(kuò)第1、8段的改善量。解：因第1、8段的斜率（即電壓放大倍數(shù)）分別為16、1/4。因此：。可見，第1段的信噪比提高了24dB，第8段下降了12dB，從而使大小信號的信噪比均勻，擴(kuò)大了動態(tài)范圍。經(jīng)推算，采用n=8位編碼即可滿足要求。（3）13折線A律壓擴(kuò)各段的劃分：先分為正、負(fù)兩部分；每部分又非均勻分為8大段，每一大段均勻分為16小段。最小量階=V/128/16=V/

4、2048，與均勻量化n=11時相同。各段起止電平及段內(nèi)量階：請自行歸納。四、編碼與譯碼碼位安排：極性碼幅度碼段落碼段內(nèi)碼C1C2 C3 C4C5 C6 C7 C8C1=1，表示正，C1=0，表示負(fù)；C2C3C4段落號C2C3C4段落號C2C3C4段落號C2C3C4段落號00010103100511070012011410161118C5C6C7C8：表示該段落中的第幾小段。第 7-8 頁教 案 紙內(nèi) 容方法與手段【例73】設(shè)某樣值為+843，求對應(yīng)的碼字。解：C1=1，C2C3C4=110，因，故C5C6C7C8=1010故對應(yīng)的碼字為11101010。【例73】某13折線A律PCM編碼器輸入

5、信號范圍是：-1024mV1024mV，求樣值為-34.3mV對應(yīng)的碼字。解：=1024mV/2048=0.5mV，故樣值為-68.6。C1=0，C2C3C4=011，因，故C5C6C7C8=0001故對應(yīng)的碼字為00110001?！纠?4】求例73碼字對應(yīng)的量化電平、譯碼輸出及整個數(shù)字化帶來的誤差。解：量化電平=譯碼輸出=誤差=-35-(-34.3)=-0.7mV。思考：上題中碼字對應(yīng)的可能輸入樣值電平范圍為多少？小 結(jié)一、抽樣信號的量化量化、量化誤差、量化信噪比、均勻量化、非均勻量化的概念。均勻量化時信噪比的計算。非均勻量化的優(yōu)點、實現(xiàn)方法。13折線A律壓擴(kuò)各段的起止電平及段內(nèi)量階。二、編

6、碼與譯碼碼位安排、編碼方法、譯碼電平、量化誤差的計算。習(xí) 題教材P234：思考題7-5、7-8、7-9；（不寫在作業(yè)本上）習(xí)題7-8、7-9、7-10、7-11。（寫在作業(yè)本上）第 7-9 頁教 案 紙內(nèi) 容方法與手段附：8位A律PCM與13位線性PCM的對應(yīng)關(guān)系表7-2 A律PCM與13位線性PCM關(guān)系表13位線性PCM13位線性PCMA律PCMb12b11b10b9b8b7b6b5b4b3b2b1b0C1C2C3C4C5C6C7C8極性碼0000000WXYZ1極性碼000WXYZ0000001WXYZ1001WXYZ000001WXYZ1010WXYZ00001WXYZ1011WXYZ0001WXYZ1100WXYZ001WXYZ1