通信技术-10.2 抽样信号的量化
模拟信号数字无线传输系统的设计
目录摘要..。
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1 关键词....。
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1Abstract 。
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1 K e y words .。
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2 1前言.。
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.2 1.1选题的目的与意义。
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.21。
2简述模拟信号与数字信号.。
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.22设计任务与要求。
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...22。
1设计任务。
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......22.2基本要求..。
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抽样信号的量化-副本
抽样信号的量化1. 引言在数字信号处理中，抽样和量化是两个重要的步骤。
抽样是指将连续时间下的信号转换为离散时间下的信号，而量化那么是将离散时间下的信号转换为离散幅度的信号。
本文将探讨抽样信号的量化过程，介绍常用的量化方法及其应用。
2. 抽样过程在抽样过程中，信号在一定时间间隔内进行采样，得到离散时间下的样本。
采样频率是一个关键参数，决定了样本的数量和精度。
常见的抽样方法有理想抽样和实际抽样。
2.1 理想抽样理想抽样是指在无噪声和无失真的情况下进行的抽样过程。
在这种情况下，采样频率应满足奈奎斯特准那么，即采样频率必须大于信号中最高频率的两倍，以防止采样失真。
2.2 实际抽样实际抽样是指在存在噪声和失真的情况下进行的抽样过程。
由于信号存在噪声和失真，为了减小采样误差，通常会采用过采样和滤波的方法。
3. 量化过程量化是将抽样信号的幅度转换为离散幅度的过程。
量化分为线性量化和非线性量化两种方法。
线性量化将抽样信号的幅度按照一定的间隔进行离散化处理。
常见的线性量化方法有均匀量化和非均匀量化。
3.1.1 均匀量化均匀量化将抽样信号的幅度范围等分成假设干个区间，将每个区间的幅度平均映射到对应的离散幅度值。
例如，将幅度范围为0~10的信号均匀量化为8个离散幅度值，那么每个区间的幅度为10/8=1.25。
3.1.2 非均匀量化非均匀量化是根据信号的幅度分布情况进行离散化处理。
常见的非均匀量化方法有渐进式量化和自适应量化。
3.2 非线性量化非线性量化是根据输入信号的幅度值选择对应的离散幅度值。
非线性量化方法有压缩量化和展开量化。
由于量化过程的离散化处理，导致信号的连续性被破坏，从而引入量化误差。
量化误差是指量化后的离散幅度值与原始信号的幅度之间的差异。
量化误差可以通过信噪比(SNR)和均方根误差(RMSE)来评估。
5. 应用案例抽样信号的量化在数字音频、图像处理等领域有着广泛的应用。
5.1 数字音频在数字音频处理中，抽样信号的量化用于将模拟音频信号转换为数字音频信号。
连续时间信号的抽样与量化信号与系统ppt课件
Ts
fs 2 fm 是最低允许的抽样频率 , 称为“奈奎斯 特抽样频率”
§5.3 频率混叠效应和信号抽样 频率的选择
由时域抽样定理可知，为了保证不因抽样而造成 信号信息的丢失，被抽样的信号应是带限的，且要求 1 2 f 抽样频率 （ T 2 f）。当这两个条件得不到满足， T 抽样信号频谱的频谱将由相互重叠的 F [ j( n s )] （n 0， ）进行叠加而成，如图所示，显然，在这 1， 2， L 种情况下无论采用什么样的滤波器也不可能从 f s (t ) 中 完整地提取出原始信号 f (t ) 。这种由于信号在时域上 的抽样而造成信号在频域上的频谱混叠称作频率混叠 效应。
抽样信号: f s t f s t f t pt
pt P ,
f s t Fs
1 Fs F P 2π
更关心f s t 中有无 f t 的全部信息，必须考虑f s t 的频 谱结构。
n
F n
s
2．冲激抽样信号的频谱
f (t) 1 F
o p(t )
(1)
t
o m m
P ...
... o TS fS (t ) ... o T S
E ... t 相 乘 ... t 卷 积 ... s ... s o
s
n
n
Ts
2
n s Fs Sa F n s Ts n 2 n s Sa F n s Ts n 2
频谱结构
f (t) 1
5.2.2 冲激序列抽样
通信原理知识点
通信原理知识点1.通信的目的是传输消息中所包含的息。
消息是信息的物理表现形式,信息是消息的有效内容。
.信号是消息的传输载体。
通信原理知识点连续取值还是离散取值,信号分为模拟信号和数字信号．,3.通信原理知识点）,相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。
按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统。
4.数字通信已成为当前通信技术的主流。
5.与模拟通信相比,数字通信系统具有抗干扰能力强,可消除噪声积累；差错可控；数字处理灵活,可以将来自不同信源的信号综合刭一起传输；易集成,成本低；保密性好等优点。
缺点是占用带宽大,同步要求高。
6.按消息传递的方向与时间关系,通信方式可分为单工、半双工及全双工通信。
7.按数据码先排列的顾序可分为并行传输和串行传输。
8.信息量是对消息发生的概率（不确定性）的度量。
9.一个二进制码元含1b的信息量；一个M进制码元含有log2M比特的信息量。
等概率发送时,信源的熵有最大值。
10.有效性和可靠性是通信系统的两个主要指标。
两者相互矛盾而又相对统一,且可互换。
在模拟通信系统中,有效性可用带宽衡量,可靠性可用输出信噪比衡量。
11.在数字通信系统中,有效性用频带利用率表示,可靠性用误码率、误信率表示。
12.信息速率是每秒发送的比特数；码元速率是每秒发送的码元个数。
13.码元速率在数值上小于等于信息速率。
码元速率决定了发送信号所需的传输带宽。
第二章14.确知信号按照其强度可以分为能量信号和功率信号。
功率信号按照其有无周期性划分,又可以分为周期性信号和非周期性信号。
15.能量信号的振幅和持续时间都是有限的,其能量有限,（在无限长的时间上）平均功率为零。
功率信号的持续时间无限,故其能量为无穷大。
16.确知信号的性质可以从频域和时域两方面研究。
17.确知信号在频域中的性质有4种,即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。
18.周期性功率信号的波形可以用傅里叶级数表示,级数的各项构成信号的离散频谱,其单位是V。
北京邮电大学网络教育《数字通信原理》期末考试(小抄版)
《数字通信原理》一、填空题1、模拟信号的特点是幅度（信号强度）的取值连续变化，数字信号的特点是2、模拟通信采用__频分制__实现多路通信，数字通信采用__时分制__实现多路通信。
3、PAM信号的_幅度_连续，_时间_离散，它属于_模拟_信号。
4、数字通信系统的主要性能指标有_有效性_和_可靠性_两个方面。
5、（PCM通信系统中）A/D变换包括_抽样_、_量化_和_编码_三步。
6、 D/A变换包括_译码_和_低通_两步。
7、波形编码是_对信号波形进行的编码_。
8、参量编码是_提取语声信号的一些特征参量对其进行编码_。
9、抽样是将模拟信号在_时间上_离散化的过程，抽样要满足_抽样定理_。
10、量化是将PAM信号在_幅度上_离散化的过程。
11、量化分为_均匀量化_和_非均匀量化_。
12、均匀量化量化区内（非过载区）的最大量化误差为=△/2；过载区内的最大量化误差为13、A律压缩特性小信号时，随着A的增大，信噪比改善量Q_提高_；大信号时，随着A的增大，信噪比改善量14、实现非均匀量化的方法有_模拟压扩法_和_直接非均匀编解码法_。
15、A律压缩特性一般A的取值为_87.6__。
16、线性编码是_具有均匀量化特性的编码_。
17、已知段落码可确定样值所在量化段的_起始电平_和_量化间隔_。
18、l=8的逐次渐近型编码器（即A律13折线编码器），判定值共有_127_种，2a3a的判a419、DPCM是对_相邻样值的差值_进行编码的。
20、ADPCM与DPCM相比增加了_自适应预测_和_自适应量化_。
21、PCM30／32系统的帧周期为_125μs _，l= 8时帧长度为_256比特_，l秒传输_8000_帧。
22、PCM30／32系统帧结构中TSo时隙的作用是_传帧同步码和失步告警码_，TS16时隙的作用是_传各路信令码、复帧同步码及复帧对告码__，话路时隙为_ TS1～TS15、TS17～TS31_。
23、抽样门的作用是_抽样_和_合路_，分路门的作用是_分路_,接收低通滤波器的作用是__重建或近似地恢复原模拟话音信号___。
第五章连续时间信号的抽样与量化
周期冲激序列抽样信号的频谱
f(t) 1
F ( jω )
o p(t)
(1)
t
oω m − ωm
P ( jω )
ω
(ω s )
o
TS fs(t)
t 相 乘
− ωs
o
卷 积
ωs ω F s ( jω ) 1 Ts
o T s
t
− ωs
oω m ω s
ω
信号与系统
第5章 连续时间信号的抽样
第 5章
连续时间信号的抽样与量化
信息与通信工程学院 李化欣
信号与系统
第5章 连续时间信号的抽样
2 /63
5.1 引言
在一定条件下，一个连续信号完全可以用 该信号在等时间间隔点上的瞬时值（样本值） 表示，并且可以利用这些样本值把信号全部恢 复出来，这个性质来自于抽样定理。 例如，电影就是由一组按时序的单个画面 组成，当以足够快的速度看这些时序样本时， 我们就会感觉到是原来连续活动景象的重现。
f (t )
π
100
F( ωj
)
1
−
π π 100 100
t
− 100
O
100
ω
ωm = 100 rad/s
ωm 50 ∴ fm = = Hz 2π π
信号与系统
第5章 连续时间信号的抽样
26 /63
最高抽样频率（奈奎斯特频率）为
100 = f s 2= fm Hz π
奈奎斯特间隔（即最大允许抽样间隔）为
信号与系统
第5章 连续时间信号的抽样
5 /3
模拟信号数字处理框图
f a (t )
抽样信号的量化-副本
22
第9章模拟信号的数字传输
量化一般公式
设：m(kT)表示模拟信号抽样值，mq(kT)表示量化后的量化 信号值，q1, q2,…,qi, …, q6是量化后信号的6个可能输出电 平，m1, m2, …,mi, …, m5为量化区间的端点。 则可以写出一般公式：
mq (kT ) qi , 当mi1 m(kT ) mi 按照上式作变换，就把模拟抽样信号m(kT)变换成了量化 后的离散抽样信号，即量化信号。
fs 4B
3B
2B
B
0
B
2B 3B 4B 5B 6B
12
fL
第9章模拟信号的数字传输
由上图可见，当fL = 0时，fs ＝2B，就是低通模拟信号的抽样 情况；当fL很大时，fs趋近于2B。fL很大意味着这个信号是一 个窄带信号。许多无线电信号，例如在无线电接收机的高频 和中频系统中的信号，都是这种窄带信号。所以对于这种信 号抽样，无论fH是否为B的整数倍，在理论上，都可以近似 地将fs取为略大于2B。 图中的曲线表示要求的最小抽样频率fs，但是这并不意味着 用任何大于该值的频率抽样都能保证频谱不混叠。
21
第9章模拟信号的数字传输
量化过程图
信号实际值
q6
信号量化值
•
m5 q5
•
•
量化误差
m4 q4
m(t) •
m(6T)
mq(6T)
m3
T 2T 3T 4T 5T 6T 7T t
q3
m2 q2
• •
m1
q1
• － 信号实际值
－ 信号量化值
M个抽样值区间是等间隔划分的，称为均匀量化。M个 抽样值区间也可以不均匀划分，称为非均匀量化。
第3讲信源编码PCM(抽样与标量量化)
非均匀量化—对数量化器
理想的线性变换函数：
c(x) ln x B
对于这个函数当x→0时，c(x)→-∞，在物理上很难实现
实际中用到的压缩函数：
c(x)
11
Ax ln ln
, A Ax
1 ln A
,
0x 1 A
1 x 1 A
c(x) ln(1 Ax) , 0 x 1 ln(1 A)
k
x(
x(kTs
)
sin 2 fH (t 2 fH (t
kTs kTs )
)
重建信号的 内插公式
带通抽样定理：一个受限于（ fL ，fH）的带通模拟信号，其带宽 为B = ( fH - fL )，则：
fH R B
其中R必为一个正实数，则其可被表示为R = m + k，其中k为一个
不大于R的最大整数，则m必为[ 0, 1)之间的一个小数，因此：
fH RB (m k)B mB kB
那么保证不失真的最低采样速率fs 为：
fs min
2 fH k
2(m k)B k
2(1 m)B k
模拟信号能否数字化的基本要求就是不能发生混叠失真，即不失
真的要求就是信号的频谱不能重叠在一起，可以从这个角度证明
2(1 m)B k
PCM—标量量化
标量量化：对抽样序列的逐个样值独立地进行量化 1）将量化器的量化区间分成若干个相邻的段落； 2）每个段落量内化取电一平个固定值作为量化输出
则量化过程可被表示为：
Q(x) y yk , x (xk1, xk ), k 1, 2,
第k个量化区间
k xk xk1
•
5、知人者智，自知者明。胜人者有力 ，自胜 者强。 20.8.16 20.8.16 00:41:4 800:41: 48Aug ust 16, 2020
抽样信号的量化
qi mi
i=0，1，……M
（3-3-6）
以上三种量化方法中，四舍五入法引入的最大量化误差 是半个量化间隔，其余两个方法引入的量化误差最大是一个 量化间隔；在过载区的量化误差要大一些。量化误差相当于 在原始样值上叠加了一个噪声，所以量化误差又称为量化噪 声，这是数字通信不可避免的。
1.量化特性 量化特性是指量化器的输入、输出特性。均匀量化的量化
a
M
b
量化区间端点：
（3-3-2）
mi a i * i=0，1，……M
（3-3-3）
若采用四舍五入法量化，则量化输出电平为
qi
mi
mi 1
2
i=0，1，……M
（3-3-4）
若采用“舍去法”，则量化输出电平为 qi mi 1 i=0，1，……M
（3-3-5）
基采用“补足法”量化，则量化输出电平为
相对量化误差是指绝对量化误差及输出量化电平之差与原 输入信号的比值，表达式为
eq m (m mq ) m
(3-3-8)
3.3.2 非均匀量化
3.3.2 非均匀量化
1.非均匀量化的过程
图 3.10 非均匀量化过程框图
2.A律13拆线压缩特性
A压缩律压缩具有如下特性的压缩律：
y 111AlllnnnxAAAx,,
0≤x≤ 1 A
1 ≤ x≤1 A
(3-3-9)
3.μ律15折线压缩特性 μ压缩律就是压缩器的压缩特性具有如下关系的压缩律，即
ln(1 x )
y
,
1≤ x ≤1
ln(1 )
(3-3-10)
式中，y ——归一化的压缩输出电压； x ——归一化的压缩器输入电压；
5.连续时间信号的抽样与量化
第5章 连续时间信号的抽样与量化5.1 学习要求1. 掌握时域抽样过程及时域抽样定理，会求已知信号的奈奎斯特频率；了解抽样信号的频谱及其求解方法。
2. 掌握抗混叠滤波处理3. 深刻理解连续时间信号的内插恢复过程；4. 理解频域抽样定理；5. 了解连续时间信号的离散处理过程。
5.2 学习重点5.4.1 时域抽样定理 1. 时域抽样就是利用抽样脉冲序列)(t p 从时域连续信号)(t f 中抽取一系列的离散样值，这种离散信号通常称为抽样信号，以)(t f s 表示 ，抽样信号傅里叶变换为：()sn nFTs n F P t p t f t f ωω-⇔=∑∞-∞=)()()(()()dt e t p T n P t jn T T ss s s ω--⎰=221，称为)(t p 的傅里叶级数的系数。
n P 取决于抽样脉冲序列的形状，可以是，也可以是矩形脉冲抽样。
（1） 冲激抽样设单位冲激序列)(t T δ为： ∑∞-∞=-=n sT nT t t )()(δδ ，()()dt e t T n P t jn T T T sss s ωδ--⎰=221＝sT 1 抽样信号为：()()()()()s T s s n f t f t t f nT t nT δδ∞=-∞=⋅=⋅-∑则抽样信号)(t f s 的频谱为：∑∞-∞=-=n sss n F T F )(1)(ωωω（2） 矩形脉冲序列的抽样如果抽样脉冲序列是周期为s T ，幅度为1，宽度为τ的矩形脉冲序列)(t p ， 则抽样信号)(t f s 的频谱为：)()2()](*)([21)(s s n ss n F n Sa T p F F ωωτωτωωπω-==∑∞-∞=2. 时域抽样定理时域抽样定理是指一个频谱受限的信号)(t f ，如果频谱只占据m ω-到m ω的范围,则信号)(t f 可以用等间隔的抽样值唯一地表示，而抽样间隔ms f T 21≤（其中m m f πω2=），或者说，最低抽样频率为m f 2。
通信原理第10章信源编码(7版)资料
S M2 Nq
M 2N
v 2a / M
S 20 lg M 6N N q dB 含义？
m(nT ) (t nT )
s s
1/Ts
1 M s ( f ) M ( f ) T ( f ) Ts
M ( f ) ( f n f ) s n
n= 0
理想抽样过程的波形和频谱 ：
fs ≥ 2fH
混叠失真 ：
若 fs<2 fH
§10.4
模拟信号de量化
量化——幅度上离散化 量化后的信号——多电平数字信号
§10.4. 1 量化原理
分层 电平
—— 用 有限个 量化电平 表示 无限个 抽样值 。
抽样值 量化值
mi
量化 电平
qi=q1~qM
vi mi - mi 1
量化 间隔
抽样值
量化信号值
§10.4. 2 均匀量化
s
恢复：修正+低通滤波
1 MH( f ) Ts
n
H ( f )M ( f nf )
s
1 1 H ( f )M ( f ) + Ts Ts n= 0
H ( f ) M ( f nf )
n0 s
ˆ ( f )=M ( f ) M H
1 1 HL ( f )kTs ) mq = mq (kTs )
信号mk 的平均功率：
输入样值信号 的概率密度
信号量噪比——信号功率与量化噪声功率之比 ：
解：量化噪声功率
Nq E (m mq ) a ( x mq ) f ( x)dx
2 2
《抽样量化》PPT课件
(mk
qi )2
f
(mk )dmk
mq为量化信号值，即mq(kT)；
f(mk)为信号抽样值mk的概率密度；
E表示求统计平均值；
M为量化电平数；
mi a iv
qi
a iv
v 2
25
信号mk的平均功率可以表示为
若已知信号Sm0k的功E率(密m度k 2函) 数 ，ab则m由k 2上f两(m式k可)以dm计k算出平均信号量噪比。
式中 sinc(nfH) = sin(nfH) / (nfH)
M s ( f )
M( f )S( f )
A
T
sin c(nf H )M ( f
n
2nfH )
15
• PAM调制过程的波形和频谱图
m (t)
(a)
s (t) A t -3T -2T -T 0 T 2T 3T
(c)
ms (t)
t
(e)
量化器
mq(kT)
23
• 2.6.2.2 均匀量化
• 均匀量化的表示式 设模拟抽样信号的取值范围在a和b之间，量化电平数为M，则在均匀量化时的 量化间隔为
且量化区间的端点为v b a M
若量化输出电平qi取为量化间隔的中点，则
mi a iv i = 0, 1, …, 显 差然 。， 这量 个化 误输差出常电称平为和量量化化噪前声信，号并M的用抽信样号值功一率般与不量同 化， 噪即 声量 之化 比输 衡出 量电 其平 对有 信误 号
9
• 2.6.1.2 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，如图所示。 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。可以证 明，此带通模拟信号所需最小抽样频率fs等于
数字通信原理-量化
压 缩 扩 张 特 性
μ律和A律压缩特性
① μ律压扩特性
② A律压扩特性
公式中的μ和A均称为压缩系数
我国采用
在当信号动态范围不超出-40dB时， 采用A=87.6的A律压缩特性非均匀 量化方案，可以使大小信号的信噪 比基本一致，并达到26dB的要求。
A=87.6时(S/Nq)dB(A)曲线
量化相关的基本概念
量化值uq——对应于每个量化级唯一的幅度取值。 量化误差e(u)——量化值与实际信号值的差值。 e(u)=|uq-us| 量化噪声——由于量化误差存在而导致的噪声。
2. 均匀量化
均匀量化是指各量化级间隔相等的量化方式。 均匀量化时，在整个输入信号的幅度范围内，量化级的大小都是相等
语声信号的幅度概率分布
小信号出现的概 率大于大信号出
现的概率
1. 采用均匀量化，按照在信号动态范围大 于40dB的条件下，量化信噪比不应低于 26dB的标准要求，可算出编码位数需要 11位。
2. 编码位数多，使设备复杂，比特速率 过高，信道利用率降低。但如果减少编 码位数（实际使用8位），又会降低S/D。
A律13折线压缩特性各段斜率及信噪比改善量
段号
12
3
4
5
斜率K 16 16 8
4
2
信噪比改善 量（dB）
24
24
18
12
6
6
7
8
1 1/2 1/4
0
-6 -12
A律13折线量化信噪比
可见在输入信号0到-40dB 范围内量化信噪比近似为常 数。
图中的曲线起伏是折线段 内采用均匀量化所致。
总结
1. 掌握A律13折线的形成方法。 2. 掌握A律13折线量化分段方案。 3. 掌握采用A律13折线压缩对各量化段信号信噪比的影响。
参考资料十八
一、抽样信号的量化过程模拟信号抽样后得到的 PAM 信号，只是在时间上实现了离散化，而幅度取值仍是随原信号幅度连续变化的，因此仍然是模拟信号。
要把抽样信号变换成数字信号还需要进行幅度的离散化处理。
量化就是将幅度连续变化的样值序列信号按一定规则离散化，变换成幅度离散的样值序列信号的过程，即用有限个幅值近似代替无穷多个取值的过程。
在原理上，量化过程可以认为是在一个量化器中完成的。
量化器的输入信号为模拟信号的抽样值m(kT)，输出信号为量化信号值m (kT)，如图 3-12 所示。
在实际中，量化过程常是q和后续的编码过程结合在一起完成的，不一定存在独立的量化器。
下面我们将讨论模拟抽样信号的量化过程。
我们将绝大部分抽样值的取值范围定义为量化区；量化区的最大取值称为过载电压；量化区之外的部分称为过载区；量化区中划分的每个小区间称为量化区间；量化区间长度称为量化间隔；量化区间的个数称为量化级数；若抽样信号落在某个量化区间内，就用此区间的一个特殊值来代替，这个特殊值称为量化值或量化电平。
m(kT) m (kT)q量化器量化器量化过程●—信号抽样值；○—信号量化值上图模拟信号的抽样值m(kT)中T 是抽样周期，k 是整数。
此抽样值仍然是一个取值连续的变量，即它可以有无数个可能的连续取值。
若我们仅用N 个二进制数字码元来代表此抽样值的大小，则N 个二进制码元只能代表M 2N 个不同的抽样值。
因此，必须将量化区按一定规则划分成M 个量化区间，即量化级数为M ，每个区间用一个量化电平表示，共有M 个量化电平。
用这M 个量化电平表示连续抽样值的方法称为量化。
上图中，横坐标表示抽样时刻；纵坐标表示信号取值，q ，q ，…，q ，…，q 是量1 2 i 6化后信号的 6 个可能输出量化电平，m ，m ，…，m ，…，m 是量化区间的端点。
可以写1 2 i 5出一般公式：m ( ) ，当mq kT q i 1 m(kT) mi i在量化过程中根据量化值的选取方案不同，量化可分为三种。
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输入样值信号 的概率密度
信号量噪比——信号功率与量化噪声功率之比 ：
解： 量化噪声功率
Nq E (m mq )2
a a
(x
mq
)2
f
(x)dx
S a x2 1 dx (V )2 M 2
a 2a
12
M
i 1
mi mi1
(x
qi
)2
1 2a
dx
M
a iV
(x a iV V )2 1 dx
a ( i 1) V i 1
2 2a
平均信号量噪比
S M2 Nq
M 2N
M i 1
1 2a
V 12
3
MΒιβλιοθήκη V 324a
V 2
2.
A
律 13 折 线
对称输入13折线压缩特性
3 . 压缩律 及其 15 折线
非均匀量化
=0 时无压缩效果
A律和 律不易用
电子线路准确实现， 实用中分别采用
13折线和15折线。
15 折 线
K1 =32
小信号的量噪比是 A律 的 2 倍。 大信号的量化性能比 A律 稍差。
提高小信号的量噪比 压大补小
y= f (x) 对数特性
压缩-扩张特性：
-压缩输出
压缩 特性
入
-扩张输入
扩张 特性
出
在接收端，需要采用一个与压缩特性相反的扩张器来恢复信号。
均匀 量化
…
…
压缩 特性
ITU的两种建议：
1 . A 压缩律
非均匀量化
1 y1
x － 归一化输入电压 y － 归一化输出电压
西安电子科技大学 通信工程学院
§10.4. 1 量化原理
分层 电平
mi
量化 电平
qi=q1~qM
—— 用 有限个 量化电平 表示 无限个 抽样值。
抽样值 量化值
vi mi - mi1
量化 间隔
抽样值
量化信号值
§10.4. 2 均匀量化 —— 等间隔划分输入信号的取值域
设抽样信号 的取值范围
第10章
信源编码
本章内容:
第10章 信源编码
抽样 — 低通信号和带通信号 量化 — 标量（均匀/非均匀）和矢量 脉冲编码调制 — PCM、 DPCM 、ADPCM 增量调制 — ∆M 时分复用 — TDM、准同步数字体系（PDH） 压缩编码 — 语音、图像和数字数据
§10.4
模拟信号de量化
量化——幅度上离散化 量化后的信号——多电平数字信号
[a,b]
量化电平数
M
则量化间隔
抽样值 量化值
量化噪声
eq mk - mq
v b a M
分层电平（端点） 量化电平（中点）
信号量噪比 S/Nq ——量化器的性能指标之一
量化噪声 eq mk - mq 的均方值---量化噪声功率为：
mk = m(kTs ) mq = mq (kTs ) 信号mk 的平均功率：
12
v 2a / M
S Nq
dB
20 lg M
6N
含义？
均匀量化的缺点
—— 原因： Nq与信号样值大小无关，仅与量化间隔 V 有关 。
应用：主要用于概率密度为均匀分布的信号，如遥测遥控信号、图 像信号数字化接口中。
解决方案：非均匀量化
§10.4.3 非均匀量化 —— 量化间隔不相等的量化方法