最新第五讲-量化与编码教学讲义ppt课件.ppt

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1、第五讲-量化与编码-2fs-fs0fs2fs……fs-fHfs+fHMs(f)f抽样频率fs对频谱Ms(f)的影响复习--低通模拟信号的抽样定理低通信号的抽样定理：一个频带限制在0~fH内的低通信号m(t)，如果抽样频率fs≥2fH，则可以由抽样序列无失真地重建原始信号m(t)。fs≥2fH…f-2fs-fs-fH0fHfs2fsMs(f)fs-fHfs+fHfs<2fHfs=2fH-fH0fHM'(f)f……-2fs-fs-fH0fHfs2fsMs(f)fM'(f)-fH0fHfM'(f)-fH0fH

2、f2复习--带通模拟信号的抽样定理设带通模拟信号的频带限制在fL和fH之间，即其频谱最低频率大于fL，最高频率小于fH，信号带宽B=fH－fL。此带通模拟信号所需最小抽样频率为B2B3B4B3BB2B4B5B6BfL0fs39.4抽样信号的量化9.4.1量化原理定义按预先规定的有限个电平表示模拟抽样值的过程。作用抽样——把时间连续信号变成时间离散的信号量化——取值连续信号变成取值离散的信号量化器量化器m(kT)mq(kT)79.4抽样信号的量化量化过程d1d2d4d3d5q5q4q3q2q1T2T3T4

3、T5T6T7Tt量化误差信号实际值信号量化值m(t)m(6T)mq(6T)q6－信号实际值－信号量化值89.4抽样信号的量化量化的分类均匀量化量化间隔是均匀的；非均匀量化量化间隔是不均匀的。量化噪声（量化误差）量化输出电平和量化前信号抽样值的差值。信号量噪比99.4抽样信号的量化9.4.2均匀量化543210-1-2-3-4-5ui(v)uo(v)-5-4–3-2-1012345量化特性-5-4–3-2-1012345210-1-2ui(v)e(v)量化误差量化间隔都相等的量化称为

4、均匀量化mkqkaLaMv正常量化区限幅区限幅区空载区mMdM-1dk+1dkd2d1d0…………判决电平量化值qMqM-1qkq2q1q0109.4抽样信号的量化量化误差t10-1e(v)信号幅度在[aL,aM]之间t543210-1-2-3-4-5u(v)正常量化区aLaMv2119.4抽样信号的量化限幅区v2信号幅度进入限幅区t543210-1-2-3-4-5u(v)量化误差t10-1e(v)aLaM129.4抽样信号的量化信号幅度<v/2，在判决电平dk上下波动t210u(v)

5、量化误差t10-1e(v)量化误差t10-1e(v)空载区判决电平判决电平t210u(v)信号幅度<v/2，总是在判决电平dk之上或之下。139.4抽样信号的量化均匀量化的数学表示量化间隔：量化区间端点：若量化输出电平qi取为量化间隔的中点，则i=0,1,…,M149.4抽样信号的量化均匀量化的平均信号量噪比▼量化噪声功率的平均值Nq：▼信号mk的平均功率：159.4抽样信号的量化【例9.1】设一个均匀量化器的量化电平数为M，其输入信号抽样值在区间[-a,a]内具有均匀的概率密度。试求该量化器的

6、平均信号量噪比。【解】∵∴169.4抽样信号的量化另外，由于此信号具有均匀的概率密度，故信号功率等于所以，平均信号量噪比为或写成由上式可以看出，量化器的平均输出信号量噪比随量化电平数M的增大而提高。dB179.4抽样信号的量化9.4.3非均匀量化非均匀量化的目的提高小信号的输出信号量噪比。非均匀量化的原理量化间隔随信号抽样值的不同而变化。信号抽样值小时，量化间隔v也小；信号抽样值大时，量化间隔v也变大。189.4抽样信号的量化xe(x)量化误差非均匀量化特性曲线x110y199.4抽样信号的量化量化

7、误差非均匀量化特性曲线yxxe(x)209.4抽样信号的量化非均匀量化的实现原理yt51018t扩张特性曲线x压缩特性曲线yt510t18y219.4抽样信号的量化压缩(非线性电路)---输出:y=f(x)扩张(非线性电路)---输出:常用的压扩方法A压缩律（A律）：主要用于英国、法国、德国等欧洲各国和我国大陆；压缩律（律）：主要用于美国、加拿大和日本等国。229.4抽样信号的量化A压缩律（A律）压缩规律：A---压缩率我国大陆：A=87.6xy11-1-10A=1A=87.61/A239.4抽样信

8、号的量化13折线压缩特性－A律的近似yx11/21/41/81/161/321/641/12817/86/85/84/83/82/81/81/481/2716254483162161斜率段号各段斜率12345678A=87.6时的A律压缩特性249.4抽样信号的量化13折线压缩特性259.4抽样信号的量化A=87.6A律与13折线压缩特性比较yx182838485868781按A=87.6关系求得x1128160.6130.6115.417