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文档简介
1、.教 案 纸内 容方法与手段第 7 章 模拟信号的数字传输(第二讲)目的要求: 1、掌握量化误差和均匀量化信噪比的计算。 2、掌握非均匀量化的概念、实现方法。 3、掌握13折线A律PCM编译码。三、抽样信号的量化1、量化、量化误差的概念量化:取值连续的抽样信号有限种取值的量化信号量化误差e(t)=量化值g(t)-抽样值m(t)。2、均匀量化(1)均匀量化的概念:教材P196(2)量化信噪比:设量化间隔为,它与量化级数M的关系为:=,b和a分别为量化器允许的输入信号最大值和最小值。通常a=-b=V。最大量化误差为/2。假定信号x是等间隔地落入各量化级(-VV等概),则信号功率为量化噪声功率为:
2、故量化信噪比为:或第 7-5 页教 案 纸内 容方法与手段【例71】设量化范围为-VV,编码位数为n,即,输入信号为正弦信号,且非满载运用(A40dB的条件下,信噪比不低于26dB,即,求得。这样,编码位数太多,不仅设备复杂,而且需要较大的传输带宽。由此可见,均匀量化的缺点是:如要满足动态范围的要求,则所需的编码位数太多;如编码位数减少,则动态范围受限。解决这一矛盾的办法是,采用非均匀量化。2、非均匀量化(1)非均匀量化的概念:教材P197(2)非均匀量化的实现:数字压扩技术+均匀量化针对语音信号,国际上有A律和律两种压缩特性,分别为 式中 A=87.6。第 7-6 页教 案 纸内 容方法与手
3、段 式中 =255。美国、日本等使用律压缩特性,中国、欧洲各国等使用A律压缩特性。A律及律压缩特性分别用13折线和15折线来近似。 第 7-7 页教 案 纸内 容方法与手段非均匀量化的信噪比:表示改善量。【例72】分别求13折线A律压扩第1、8段的改善量。解:因第1、8段的斜率(即电压放大倍数)分别为16、1/4。因此:。可见,第1段的信噪比提高了24dB,第8段下降了12dB,从而使大小信号的信噪比均匀,扩大了动态范围。经推算,采用n=8位编码即可满足要求。(3)13折线A律压扩各段的划分:先分为正、负两部分;每部分又非均匀分为8大段,每一大段均匀分为16小段。最小量阶=V/128/16=V
4、/2048,与均匀量化n=11时相同。各段起止电平及段内量阶:请自行归纳。四、编码与译码码位安排:极性码幅度码段落码段内码C1C2 C3 C4C5 C6 C7 C8C1=1,表示正,C1=0,表示负;C2C3C4段落号C2C3C4段落号C2C3C4段落号C2C3C4段落号00010103100511070012011410161118C5C6C7C8:表示该段落中的第几小段。第 7-8 页教 案 纸内 容方法与手段【例73】设某样值为+843,求对应的码字。解:C1=1,C2C3C4=110,因,故C5C6C7C8=1010故对应的码字为11101010。【例73】某13折线A律PCM编码器输
5、入信号范围是:-1024mV1024mV,求样值为-34.3mV对应的码字。解:=1024mV/2048=0.5mV,故样值为-68.6。C1=0,C2C3C4=011,因,故C5C6C7C8=0001故对应的码字为00110001。【例74】求例73码字对应的量化电平、译码输出及整个数字化带来的误差。解:量化电平=译码输出=误差=-35-(-34.3)=-0.7mV。思考:上题中码字对应的可能输入样值电平范围为多少?小 结一、抽样信号的量化量化、量化误差、量化信噪比、均匀量化、非均匀量化的概念。均匀量化时信噪比的计算。非均匀量化的优点、实现方法。13折线A律压扩各段的起止电平及段内量阶。二、
6、编码与译码码位安排、编码方法、译码电平、量化误差的计算。习 题教材P234:思考题7-5、7-8、7-9;(不写在作业本上)习题7-8、7-9、7-10、7-11。(写在作业本上)第 7-9 页教 案 纸内 容方法与手段附:8位A律PCM与13位线性PCM的对应关系表7-2 A律PCM与13位线性PCM关系表13位线性PCM13位线性PCMA律PCMb12b11b10b9b8b7b6b5b4b3b2b1b0C1C2C3C4C5C6C7C8极性码0000000WXYZ1极性码000WXYZ0000001WXYZ1001WXYZ000001WXYZ1010WXYZ00001WXYZ1011WXYZ0001WXYZ1100WXYZ001WXYZ1
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