通信原理教案7-2(17).doc

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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Δ，它与量化级数M的关系为：Δ=，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Δ/2。假定信号x是等间隔地落入各

2、量化级(-V～V等概)，则信号功率为量化噪声功率为：故量化信噪比为：或第7-5页教案纸内容方法与手段【例7–1】设量化范围为-V～V，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

3、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μ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式中μ=255。美国、日本等使用μ律压缩特性，中国、欧洲各国等使用A律压缩特性。A律及μ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7–2】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

4、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Δ=V/128/16=V/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C1C2C3C4C5C6C7C8C1=1，表示正，C1=0，表示负；C2C3C4段落号C2C3C4段落号C2C3C4段落号C2C3C4段落

5、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7–3】设某样值为+843Δ，求对应的码字。解：C1=1，C2C3C4=110，因，故C5C6C7C8=1010故对应的码字为11101010。【例7–3】某13折线A律PCM编码器输入信号范围是：-1024mV～1024mV，求样值为-34.3mV对应的码字。解：Δ=1024mV/2048=0.5mV，故样值为-68.6Δ。C1=0，C2C3C4=011，因，故C5C6C7C8=0001故

6、对应的码字为00110001。【例7–4】求例7–3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-

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7-2A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000WXYZ0000001WXYZ1001WXYZ000001WXYZ1×010WXYZ00001WXYZ1××011WXYZ0001WXYZ1×××100WXYZ001WXYZ1××××101WXYZ01W

8、XYZ1×××××110WXYZ1WXYZ1××××××111WXYZ注：由13位线性PCM转换为A律PCM时，×由13位PCM确定。由A律PCM转换为13位线性PCM时，×为0。第7-10页