7.4模拟信号的量化 量化是将取值连续的抽样变成取值离散的抽样 -… 5 4T 6T 4 量化区间端点 量化电平 11
11 7.4 模拟信号的量化 量化是将取值连续的抽样变成取值离散的抽样 q1 q2 q3 q4 q5 q6 q7 m1 m2 m3 m4 m5 m6 2T s 4T s 6T s 量化区间端点 量化电平
量化信号m与m(原信号)的近似程度用信 号,量化噪声功率比衡量 ETm(kT) N Elm(kT) -m(ktI
12 量化信号 与m(原信号)的近似程度用信 号,量化噪声功率比衡量 m q 2 2 [ ( ) ( )] [ ( )] s q s q s q q E m kT m kT E m kT N S − =
7.4.1均匀量化 把输入信号的取值域按等距离分割的量化 在均匀量化中,每个量化区间的量化电平 取在各区间的中点 输入信号的最小值a,最大值b,量化电平数M 量化间隔(量化台阶)Δv=(b-a)/M 量化器输出mn=q,当m1<m≤m 第个量化区间的终点m1=a+i△ν 第ⅰ个量化区间的量化电平 9m. + m i=1,2,…M
13 7.4.1 均匀量化 把输入信号的取值域按等距离分割的量化 • 在均匀量化中,每个量化区间的量化电平 取在各区间的中点. 输入信号的最小值a,最大值b,量化电平数M 量化间隔 (量化台阶) 量化器输出 第i个量化区间的终点 第i个量化区间的量化电平 v = (b − a)/ M m q = qi 当mi−1 m mi m a i v i = + i M m m q i i i 1,2, 2 1 = + = −
量化噪声功率 N,=EL(m-m)]=5(x-m)f()dx ∑m(x-q)2f(x)dx 均匀量化时,量化噪声的均方根值固定不变, 当m(t)较小时,则信号量化噪声功率比就很小 ●满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为 动态范围 均匀量化时的信号动态范围将受到较大限制
14 量化噪声功率 • 均匀量化时,量化噪声的均方根值固定不变, 当m(t)较小时,则信号量化噪声功率比就很小. • 满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为 动态范围. • 均匀量化时的信号动态范围将受到较大限制 = − = − b N q E[(m m q ) ] a (x m q ) f (x)dx 2 2 = − = − M i m m i i i x q f x dx 1 2 1 ( ) ( )
7.4.2非均匀量化 根据信号的不同区间来确定量化间隔,对 信号取值小的区间,量化间隔Δv也小,反 之,量化间隔就大,因此,量化噪声功率 的均方根值基本上与信号抽样值成比例, 改善了小信号时量化信噪比 实现方法:抽样值先压缩,再均匀量化 y=f(x)f一非线性变换 接收端X=f1(y)采用扩张器恢复
15 7.4.2 非均匀量化 • 根据信号的不同区间来确定量化间隔，对 信号取值小的区间，量化间隔Δv也小，反 之，量化间隔就大，因此，量化噪声功率 的均方根值基本上与信号抽样值成比例， 改善了小信号时量化信噪比。 • 实现方法：抽样值先压缩，再均匀量化 y=f（x） f — 非线性变换 接收端 x=f-1（y） 采用扩张器恢复x