【正文】 /16 1/8 1/4 1/2 [0， 1/8] [1/8， 2/8] [2/8 ， 3/8] [3/8 ， 4/8] [4/8 ， 5/8] [5/8， 6/8 ] [6/8 ， 7/8] [7/8， 1] 1/8 1/8 1/8 1/8 1/8 1/8 1/8 1/8 16 16 8 4 2 1 1/2 1/4 8 9 10 11 12 13 7 ? 該折線被稱為 A律 13折線。 量化 因此 ， 將 x軸的 0～ 1的變化域分成了16 8＝ 128個(gè)非均勻量化級 ， 以使輸入信號的抽樣值進(jìn)行非均勻量化； 另外 ， 對 x軸也作同樣的分段處理 ， 則 x軸坐標(biāo)共有 256個(gè)非均勻量化級 。 ?歸一化的壓縮器輸入電壓 ? x=壓縮器的輸入電壓 /壓縮器可能的最大輸入電壓 ?歸一化的壓縮器輸出電壓 ?y =壓縮器的輸出電壓 /壓縮器可能的最大輸出電壓 量化 段號 輸入信號 x=（ 1～ 1） 區(qū)間長度 LX 8 7 6 5 4 3 2 1 [1/2， 1] [1/4， 1/2] [1/8， 1/4] [1/16， 1/8] [1/32， 1/16] [1/64， 1/32] [1/128， 1/64] [0， 1/128] 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 1/128 1/128 為達(dá)到非均勻量化的目的， A律 13折線分兩步生成： 第一步 ，把 x軸的區(qū)間［－ 1， 1］不均勻地分成 16大段，正半軸 8大段，負(fù)半軸 8大段。 量化 量化 ? 13折線 A律壓擴(kuò)曲線 量化 A律 13折線的生成： 13折線 A律是從非均勻量化的基點(diǎn)出發(fā)，設(shè)法用許多折線來逼近 A律對數(shù)壓擴(kuò)特性的。 目前數(shù)字壓擴(kuò)特性國際上有兩種不同的標(biāo)準(zhǔn)： A律十三折線壓擴(kuò)特性 （近似于 A=) 13折線 A律主要用于英、法、德等歐洲各國的 PCM設(shè)備中， 我國也采用 A律13折線。 量化 量化 2）數(shù)字壓擴(kuò)法 目前已采用由若干段直線組成的折線來逼近 μ 律和 A律壓擴(kuò)特性 。 ? 因由 31式和 32式所決定的 μ 律和 A律壓擴(kuò)特性，是均勻連續(xù)變化的曲線 ，它們可用二極管的非線特性來實(shí)現(xiàn)。 A律壓縮特性：（具體表達(dá)式） 3２式 這兩種壓縮特性都具有對數(shù)特性且通過原點(diǎn)呈中心對稱的曲線，接近于最佳特性，并容易進(jìn)行二進(jìn)制編碼。 一種是以 μ 作為參數(shù)的壓縮特性， 稱 μ 律壓縮特性。 壓縮處理后，再對 y均勻量化等效于對 x非均勻量化 因此，壓縮器的功能，加上均勻量化的功能，等效于非均勻量化。 ? 最大相對量化誤差：壓縮處理前： ＝ ％ 壓縮處理后： ＝ ％ 量化 ? 說明： ? 采用非均勻量化后，小信號的信噪比大大提高，大信號的信噪比有所下降。 量化 ? 具體如何通過壓縮擴(kuò)張來實(shí)現(xiàn)非均勻量化思想，經(jīng)壓縮處理，再均勻量化后對小信號量化信噪比的改善情況又如何？ 參見圖（ b）， 小信號抽樣值 A在送入壓縮器前，處在 第 1量化級 的，而經(jīng)過壓縮器后，跳到了 第 5量化級 。 擴(kuò)張器工作特性： x=f1(y)， 擴(kuò)張大信號，壓縮小信號。 △ u x 樣值12 量化 量化 壓縮器與擴(kuò)張器的工作特性： 壓縮器工作特性： y=f(x)， 壓縮大信號，擴(kuò)張小信號。 然后再對處理后的 y樣值區(qū)間進(jìn)行均勻量化以保證量化間隔△ u′ 一致（△ u變?yōu)椤?u′ ）。 量化 ②非均勻量化的實(shí)現(xiàn)方法： 模擬壓擴(kuò)法 數(shù)字壓擴(kuò)法 ? 采用 壓縮擴(kuò)張技術(shù) 來實(shí)現(xiàn)對抽樣信號非均勻量化。 ?故小信號時(shí)相對量化誤差大，大信號時(shí)相對量化誤差小。 — 使信噪比趨于一致。于是編碼位數(shù)就會(huì)相應(yīng)增加，結(jié)果將導(dǎo)致編碼及編碼器復(fù)雜，信道利用率降低。 ? 具體表現(xiàn)是通話時(shí)聲音越小時(shí)，傳到對方越小甚至被噪聲所淹沒。 μ?21 量化 均勻量化的缺點(diǎn)：均勻量化方式對傳輸大信號極為有利，對傳輸小信號不利。 信號樣值幅度越大，相對量化誤差越小，量化信噪比越大； 信號樣值幅度越小，相對量化誤差越大，量化信噪比越小。 非均勻量化 ：量化間隔不相等的量化。 S/D（ dB） =10lg(信號平均功率 /量化噪聲功率）（ dB） 說明 ： 量化中分級的多少可根據(jù)要求而定，因?yàn)榱炕Y(jié)果與樣值的實(shí)際情況總會(huì)有偏差，級數(shù)分得越多量化誤差越小，通信質(zhì)量越高，但設(shè)備結(jié)構(gòu)和電路就越復(fù)雜，目前大多分為 256級。 量化誤差：抽樣值與量化值之差，也稱為 量化噪聲 。 ?問題：量化級 N＝ 8的量化器，量化值總共有多少種？ ?劃分的區(qū)間有多少個(gè)，量化值就有多少個(gè) 幾個(gè)概念 量化級：量化區(qū)間稱為量化級，或量化間隔。 假設(shè)輸入信號的最小值和最大值分別用a和b表示，量化電平數(shù)為M，那么均勻量化時(shí)的量化間隔為：Mabv???本例的量化誤差如右下圖所示：T 2 T S 3 T S 4 T S 5 T S 6 T S 7 T S tq 3q 4q 2q 5q 6q 1q 7q 8m 2m 3m 1m 4m 5m 0m 6m 7m q (6 T s ) m (6 T s )量化誤差信號的量化值信號的實(shí)際值 量化 ?這樣一來劃分的區(qū)間有多少個(gè)，量化值就有多少個(gè)。 量化 量化方法：用分層方法可實(shí)現(xiàn)量化。 ? 各抽樣值沿時(shí)間坐標(biāo)軸 t是離散分布的，但每個(gè)抽樣值沿幅度坐標(biāo)軸的變化是隨原模擬信號幅度連續(xù)變化的。 抽樣 量化 ? 量化： 把幅度連續(xù)變化的樣值序列變換為幅度取值為有限個(gè)的離散樣值序列的過程就是量化。 ? 根據(jù)抽樣定理，抽樣周期： TS≤1/(2 fm) =1/(2*3400) ≈1/(2*4000)=125μs（ 為計(jì)算方便）。 抽樣定理告訴我們：只要按抽樣定理的周期進(jìn)行抽樣，就能由離散樣值序列重建原始模擬信號。 所以縮短時(shí)間間隔必須適可而止，那么抽樣周期多大合適呢？ 著名的 奈奎斯特定理 ，即抽樣定理給出了答案。 抽樣 從抽樣的可行性和原則可知， 為了能在接收端由抽樣所得樣值序列重構(gòu)原始模擬信號，抽樣時(shí)間間隔越短越能正確的重現(xiàn)信號。 （如：電影 24幅 /秒） 抽樣 抽樣的原則： 保證接收端從樣值序列不失真地恢復(fù)出原始信號。 抽樣過程示意圖 抽樣定理 抽樣的可行性： 上述抽樣過程說明：若在發(fā)送端要把一段模擬語聲信號傳到對方，不一定要傳信號上的每一點(diǎn) ， 只要在語聲信號波形內(nèi)，每秒鐘取樣的次數(shù)足夠多，聽起來也同樣感覺到聲音是連續(xù)的即可。 模擬信號 m(t) 時(shí)間上離散化 樣值序列 s(t) 抽樣 抽樣的具體實(shí)現(xiàn) 在電路上可通過乘法器來實(shí)現(xiàn)，如圖所示。 抽樣 抽樣是由 抽樣門 完成 圖中用 脈沖（開關(guān)）信號 sT(t)（ 等間隔的幅度為1的脈沖信號）來控制 開關(guān) K — 抽樣門 的通斷。 抽樣 抽樣的描述 連續(xù)信號在時(shí)間上離散化的