模擬信號數(shù)字化基本原理-資料下載頁
2025-04-29 12:14本頁面
【正文】 yk 1d 2d 3d 4d 1d 2d 3d 4d x e(t) x 量化區(qū) 過載區(qū) ? ? kyxte ??重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理 過載失真 概念： 實際中輸入信號的幅度常常可能超過量化器的工作范圍 177。 V。在信號幅度超過 177。 V。由于限幅，必然要產(chǎn)生失真。這個失真叫過載失真 因為過載失真引起的噪聲功率，叫過載量化噪聲功率。 過載量化噪聲功率 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理 長時間語音信號的過載噪聲 長時間語音信號服從拉普拉斯分布： 量化誤差均方值： 信噪比： 說明 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理 說明 實際的電話信號具有隨機性，它有一定概率的信號會超過工作電壓范圍 177。 V。 總的量化噪聲功率就應(yīng)該是不過載量化噪聲功率與過載量化噪聲功率之和 小信號時以量化噪聲功率為主 大信號時由于過載量化噪聲功率大，以過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)備簡單、易于實現(xiàn)，但每級的最大量化誤差為 。顯然，對小信號不利，因為此時相對量化誤差較大。 相對量化誤差 =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強度時，輸出信號的 SNR。 為了既保證小信號時滿足信噪比要求，同時又不要使量化分層數(shù)過多，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：量化級階距 dk不是常數(shù)，是 根據(jù)輸入信號的大小來確定的。輸入信號小， dk小，輸入信號大， 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個量化級的 概率密度函數(shù) ? ? ? ?kkp x p y?第 k個量化級的 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 模擬信號數(shù)字化的基本原理 模擬信號的抽樣 1 信號的量化 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 把量化后的信號電平值變換成二進制碼組的過程稱為編碼，其逆過程稱為解碼或譯碼。 一般，把 N個量化電平用 n 位二進制碼來表示即 N＝ 2n 。 PCM常用的二進制碼型有三種 自然二進碼 格雷二進碼 折疊二進碼 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理 自然二進碼 自然二進碼的編碼簡單、易記，而且譯碼可以逐比特獨立進行 每個碼元只有兩種狀態(tài)，取 “ 1”或 “ 0”，一組自然二進碼代表的量化電平為： 【 例 】 設(shè)自然二進碼 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 格雷二進碼 特點： 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)極性信號的絕對值相等時，其幅度碼相同，故又稱反射二進碼。 重慶大學(xué)通信工程學(xué)院 數(shù)字通信原理 格雷二進碼 格雷碼的量化電平： “ 177。 ”號的取法：除去所有 c＝ 0的項，從最高位開始，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 折疊二進碼 折疊二進碼是一種符號幅度碼 左邊第一位表示信號的極性，信號為正用 “ 1” 表示，信號為負(fù)用 “ 0”表示；第二位至最后一位表示信號的幅度 由于正、負(fù)絕對值相同時，折疊碼的上半部分與下半部分相對零電平對稱折疊，故名折疊碼， 且其幅度碼從小到大按自然二進碼規(guī)則編碼。 折疊二進碼的優(yōu)點 對于語音這樣的雙極性信號，只要絕對值相同，則可以采用單極性編碼的方法，使編碼過程大大簡化。 對小信號非常有利。 在傳輸過程中出現(xiàn)誤碼事，對小信號影響小。 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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