《量化信噪比》教案.ppt

2021/2/12 天津工业大学信息与通信工程学院 * 并令 ,则输出信噪比为 。 若ΔM 采用与PCM同样的抽样频率,即 , 此时,输出量化信噪比为: 在临界条件下: ,∴ 。 ④ 输出信号的平均功率: 。 由上式可知,适当提高抽样频率可明显改善输出信噪比。 因此,ΔM 的抽样频率要比PCM的抽样频率高得多 。 2021/2/12 天津工业大学信息与通信工程学院 * 对于系统输入的任意幅度 正弦信号,系统的输出信噪比为: 由此可见,信号幅度小时信噪比降低。 （4）ΔM系统的动态范围 将满足不发生过载条件的Amax与满足信噪比要求的Amin之比定义为ΔM系统的动态范围D,即: 2021/2/12 天津工业大学信息与通信工程学院 * 取 , ,则: PCM 系统: , ΔM 系统: 。 若两系统的数码率均为 ,则: ② ΔM 系统的信噪比为: 。 ① PCM 系统的信噪比为: 。 ∴ ΔM 系统的信噪比为: 。 （5）PCM系统与ΔM系统的性能比较（不考虑误码） ∴当n4时,ΔM系统的性能好;当n4时,PCM系统的性能好。 2021/2/12 天津工业大学信息与通信工程学院 * 三、DPCM 量化器 PCM 预测器 解码器 LPF 预测器 + + + + + - 1. 框图 是kTs时刻以前所有累积值与差值量化值 相加的结果(梯形波)。 ∴ 总在不断地近似追踪输入序列PAM信号的各 值。 2021/2/12 天津工业大学信息与通信工程学院 * 则量化信噪比为: ,其中 。 设输入信号x(k)的均值为0,方差为 。 2. DPCM的量化信噪比 设DPCM量化噪声为q(k),且 。 设差值信号的量化信噪比为 。 DPCM预测处理增益为: 。 实践表明:DPCM编码在n=7时,相当于PCM系统n=8的效果。 2021/2/12 天津工业大学信息与通信工程学院 * 3. 已知话音信号的最高频率 ,用PCM系统传输,要求量化信噪比不低于30分贝。试求此PCM系统所需的频带宽度。 例题: 1. P139 6.9。 2. 在CD播放机中,假设音乐是均匀的,抽样速率为44.1 kHz,采用16比特的均匀量化线性编码。试确定存储50分钟时间段的音乐所需的比特数和字节数,并求出量化信噪比的分贝值。 2021/2/12 天津工业大学信息与通信工程学院 * 三. 非均匀量化 1. 处理过程:将输入信号通过非线性电路进行变换,即:y=f(x) [注:x为输入幅度,y为输出幅度],再对y进行均匀量化。 2. 框图: 2021/2/12 天津工业大学信息与通信工程学院 * 为了进一步理解压缩与扩张的原理,请参见下图所示的压缩与扩张特性曲线。 3. 说明: 2021/2/12 天津工业大学信息与通信工程学院 * 世界各国广泛采用的两种对数压缩律是μ压缩律和A压缩律。ITU—T在G.711建议中给出了这两种压缩率的标准,并规定国际间通信一律采用A律。 μ律的数学表达式为 4. PCM编码的方法: ① x:归一化输入电压,y:归一化输出电压。 ② μ:压扩系数,表示压缩程度。 现用系统中,常用μ＝100和μ＝255。 2021/2/12 天津工业大学信息与通信工程学院 * A律的数学表达式为 现用系统中,常用A=87.6,用13折线代替。 2021/2/12 天津工业大学信息与通信工程学院 * 四. A律13折线 2021/2/12 天津工业大学信息与通信工程学院 * 1. 将x轴的区间( 0, 1 ) 不均匀取8大段,分段规律是每次以1/2取段,然后每大段分为16等份,每等份作为一个量化分层。所以共有8×16＝128个量化分层。 2. 将y轴的区间( 0, 1 ) 均匀分8大段,每大段再分为16