模擬信號(hào)數(shù)字化基本原理-資料下載頁(yè)
2025-04-29 12:14本頁(yè)面
【正文】 yk 1d 2d 3d 4d 1d 2d 3d 4d x e(t) x 量化區(qū) 過(guò)載區(qū) ? ? kyxte ??重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理 過(guò)載失真 概念： 實(shí)際中輸入信號(hào)的幅度常?？赡艹^(guò)量化器的工作范圍 177。 V。在信號(hào)幅度超過(guò) 177。 V。由于限幅，必然要產(chǎn)生失真。這個(gè)失真叫過(guò)載失真 因?yàn)檫^(guò)載失真引起的噪聲功率，叫過(guò)載量化噪聲功率。 過(guò)載量化噪聲功率 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理 長(zhǎng)時(shí)間語(yǔ)音信號(hào)的過(guò)載噪聲 長(zhǎng)時(shí)間語(yǔ)音信號(hào)服從拉普拉斯分布： 量化誤差均方值： 信噪比： 說(shuō)明 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理 說(shuō)明 實(shí)際的電話信號(hào)具有隨機(jī)性，它有一定概率的信號(hào)會(huì)超過(guò)工作電壓范圍 177。 V。 總的量化噪聲功率就應(yīng)該是不過(guò)載量化噪聲功率與過(guò)載量化噪聲功率之和 小信號(hào)時(shí)以量化噪聲功率為主 大信號(hào)時(shí)由于過(guò)載量化噪聲功率大，以過(guò)載量化噪聲功率為主 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理 量化噪聲 均勻量化 非均勻量化 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理 非均勻量化 非均勻量化的提出 均勻量化 d為常數(shù)，設(shè)備簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，但每級(jí)的最大量化誤差為 。顯然，對(duì)小信號(hào)不利，因?yàn)榇藭r(shí)相對(duì)量化誤差較大。 相對(duì)量化誤差 =量化誤差 /量化電平 ,它在一定程度上代表了量化器在不同輸入信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，輸出信號(hào)的 SNR。 為了既保證小信號(hào)時(shí)滿足信噪比要求，同時(shí)又不要使量化分層數(shù)過(guò)多，故提出了非均勻量化的方法 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理 非均勻量化 非均勻量化的特點(diǎn)：量化級(jí)階距 dk不是常數(shù)，是 根據(jù)輸入信號(hào)的大小來(lái)確定的。輸入信號(hào)小， dk小，輸入信號(hào)大， dk大。 非均勻量化的量化噪聲功率：可用均勻量化類似的方法求量化噪聲功率 。 先求某一層的量化噪聲功率，再求總的量化噪聲功率。 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理 非均勻量化 第 k個(gè)量化級(jí)的 概率密度函數(shù) ? ? ? ?kkp x p y?第 k個(gè)量化級(jí)的 量化噪聲功率 ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ?22/ 2 / 222/ 2 / 22, 1 , 2 , .. .12k k k kk k k kq k k ky d y dk k ky d y dkkkN e t x yx y p x d x x y p y d xdd p y k N????? ? ?? ? ? ?? ? ? ???總的量化噪聲功率 ? ?21 12N kq k kkdN d p x?? ? ??重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理 模擬信號(hào)數(shù)字化的基本原理 模擬信號(hào)的抽樣 1 信號(hào)的量化 2 編碼 3 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理 編碼 定義 把量化后的信號(hào)電平值變換成二進(jìn)制碼組的過(guò)程稱為編碼，其逆過(guò)程稱為解碼或譯碼。 一般，把 N個(gè)量化電平用 n 位二進(jìn)制碼來(lái)表示即 N＝ 2n 。 PCM常用的二進(jìn)制碼型有三種 自然二進(jìn)碼 格雷二進(jìn)碼 折疊二進(jìn)碼 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理 自然二進(jìn)碼 自然二進(jìn)碼的編碼簡(jiǎn)單、易記，而且譯碼可以逐比特獨(dú)立進(jìn)行 每個(gè)碼元只有兩種狀態(tài)，取 “ 1”或 “ 0”，一組自然二進(jìn)碼代表的量化電平為： 【 例 】 設(shè)自然二進(jìn)碼 1101，碼位數(shù) n=4，則： 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理 格雷二進(jìn)碼 特點(diǎn)： 相鄰兩組代碼間的不同位（即碼距）為 1，因此如果傳輸中出了一位錯(cuò)產(chǎn)生的誤碼較小。 這種碼除極性碼外，當(dāng)正、負(fù)極性信號(hào)的絕對(duì)值相等時(shí)，其幅度碼相同，故又稱反射二進(jìn)碼。 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理 格雷二進(jìn)碼 格雷碼的量化電平： “ 177。 ”號(hào)的取法：除去所有 c＝ 0的項(xiàng)，從最高位開(kāi)始，依次?。?，－，＋，－， … 。 【 例 】 設(shè)格雷碼 1101，碼位數(shù) n=4，則： 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理 自然碼與格雷碼的轉(zhuǎn)換 自然碼轉(zhuǎn)換成格雷碼 變換規(guī)則 格雷碼變換成自然碼 變換規(guī)則 【 例 】 設(shè)自然二進(jìn)碼 110，碼位數(shù) n=4，則變換得格雷碼為 101 【 例 】 設(shè)格雷碼 1101，則變換得自然碼為 1001 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理 折疊二進(jìn)碼 折疊二進(jìn)碼是一種符號(hào)幅度碼 左邊第一位表示信號(hào)的極性，信號(hào)為正用 “ 1” 表示，信號(hào)為負(fù)用 “ 0”表示；第二位至最后一位表示信號(hào)的幅度 由于正、負(fù)絕對(duì)值相同時(shí)，折疊碼的上半部分與下半部分相對(duì)零電平對(duì)稱折疊，故名折疊碼， 且其幅度碼從小到大按自然二進(jìn)碼規(guī)則編碼。 折疊二進(jìn)碼的優(yōu)點(diǎn) 對(duì)于語(yǔ)音這樣的雙極性信號(hào)，只要絕對(duì)值相同，則可以采用單極性編碼的方法，使編碼過(guò)程大大簡(jiǎn)化。 對(duì)小信號(hào)非常有利。 在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)誤碼事，對(duì)小信號(hào)影響小。 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理 自然碼與折疊碼的變換 從自然碼變換成折疊碼 變換規(guī)則 從折疊碼變換成自然碼 變換規(guī)則 【 例 】 設(shè)自然碼 010，則變換得折疊碼為 001 【 例 】 設(shè)折疊碼 1101，則變換得自然碼為 1101
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