通信原理教案7-2(17)

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： 故

2、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 容方法与手段

3、 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编码器输入

5、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、编

6、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