均勻量化和A率13折線(xiàn)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上仿真報(bào)告題目：比較均勻量化和A率13折線(xiàn)的量噪比姓名：范麗玥學(xué)號(hào)：院系：物理與信息工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)：通信與信息系統(tǒng)比較均勻量化與A律13折線(xiàn)的信號(hào)量噪比范麗玥 （物理與信息工程學(xué)院 通信與信息系統(tǒng)）一、引言模擬信號(hào)數(shù)字化，一般要通過(guò)抽樣，量化和編碼等三個(gè)主要步驟。模擬信號(hào)被抽樣后仍是離散模擬信號(hào)，量化則可使抽樣信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，然后才能進(jìn)行編碼。根據(jù)量化過(guò)程中量化器的輸入與輸出的關(guān)系,可以有均勻量化和非均勻量化兩種方式。均勻量化時(shí)，對(duì)編碼范圍內(nèi)小信號(hào)或大信號(hào)都采用等量化級(jí)進(jìn)行量化，非均勻量化的實(shí)現(xiàn)方法通常是將抽樣值通過(guò)壓縮再進(jìn)行. 所謂壓縮是用一個(gè)非線(xiàn)性變換電路將輸入變量

2、x變換成另一個(gè)變量y,即y=f（x）.非均勻量化就是對(duì)壓縮后的變量y進(jìn)行均勻量化，實(shí)際中，通常使用的壓縮器中，大多數(shù)采用對(duì)數(shù)壓縮，即y=lnx。廣泛采用的兩種對(duì)數(shù)壓縮律是: µ壓縮率:美國(guó) ： A壓縮率:我國(guó)和歐洲 。本文主要討論和比較均勻量化與A律13折線(xiàn)的信號(hào)量噪比。二、均勻量化的量化信噪比 設(shè)輸入信號(hào)的最小值和最大值分別為a和b表示，量化電平數(shù)為M,則均勻量化時(shí)的量化間隔為 量化器輸出為： 式中 - 第i個(gè)量化區(qū)間的終點(diǎn)，可寫(xiě)成 - 第i個(gè)量化區(qū)間的量化電平，可表示為 在均勻量化時(shí)，量化噪聲功率可由下式給出式中 E- 求統(tǒng)計(jì)平均; ;量化器輸出的信號(hào)功率為 若已知隨機(jī)變量的概率

3、密度函數(shù)，便可計(jì)算出該比值。設(shè)一M個(gè)量化電平的均勻量化器，其輸入信號(hào)在區(qū)間具有，試求該量化器輸出端的平均信號(hào)功率與量化噪聲功率比(量化信噪比)。則：量化噪聲功率可由下式給出因輸入信號(hào)在區(qū)間具有均勻概率密度函數(shù)，所以f(x)=1/2a,題中量化噪聲功率為:因?yàn)樗粤炕鞯妮敵鲂盘?hào)功率因而，平均信號(hào)當(dāng)>>1時(shí)，上式變成或?qū)懗捎缮鲜娇梢?jiàn)，量化器的輸出信噪比隨量化電平數(shù)M的增加而提高。三、非均勻量化了克服，實(shí)際中，往往采用非均勻量化。    非均勻量化是根據(jù)信號(hào)的不同區(qū)間來(lái)確定量化間隔的。圖（1）理想壓縮特性曲線(xiàn)在圖（1）中，通過(guò)原點(diǎn)作理想壓縮特性曲

4、線(xiàn)的切線(xiàn)ob，將ob、bc作為實(shí)際的壓縮特性。修改以后，必須用兩個(gè)不同的方程來(lái)描述這段曲線(xiàn)，以切點(diǎn)b為分界點(diǎn)，設(shè)切點(diǎn)b的坐標(biāo)為，斜率為 所以線(xiàn)段ob的方程為 所以當(dāng)時(shí)，時(shí)，有 因此有 所以，切點(diǎn)坐標(biāo)為 ，令 則 所以，以切點(diǎn)b為邊界的ob段的方程為bc段的方程為：即所謂A壓縮律也就是壓縮器具有如下特性的壓縮律： 式中，為歸一化的壓縮器輸入電壓，為歸一化壓縮器輸出電壓，為壓擴(kuò)參數(shù)，表示壓縮程度。13折線(xiàn)特性就是近似于=87.6時(shí)的律壓縮特性，律壓縮特性的非均勻量化信噪比： 其中為信噪比改善度。 其中為信號(hào)有效值。所以ob段量化信噪比：bc段量化信噪比：四、仿真驗(yàn)證由理論值和matlab仿真得到下圖：五、結(jié)論均勻量化的主要缺點(diǎn)是，無(wú)論抽樣值大小如何，。因此，當(dāng)信號(hào)m（t）較小時(shí)，則信號(hào)量化噪聲功率比也就很小，這樣，對(duì)于弱信號(hào)時(shí)的量化信噪比就難以達(dá)到給定的要求。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，實(shí)際中往往采用。 而非均勻量化對(duì)于信號(hào)取值小的區(qū)間，其量化間隔也小;反之，量化間隔就大。它與均勻量化相比，有兩個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn): 1.當(dāng)輸入量化器的信號(hào)具有非均勻分布的概率密度時(shí)，非均勻量化器的輸出端可以較高的平均信號(hào)量化噪聲功率比; 2.非均勻量化時(shí)，量化噪聲功率的均方根值基本上與信號(hào)抽樣值成比例。因此，量化噪聲對(duì)大、小信號(hào)的影響大致相同，即改善了小