1、仿真報告題目：比較均勻量化和A率13折線的量噪比姓名：范麗玥學號：091120073院系：物理與信息工程學院專業：通信與信息系統比較均勻量化與A律13折線的信號量噪比范麗玥 091120073（物理與信息工程學院 通信與信息系統）一、引言模擬信號數字化，一般要通過抽樣，量化和編碼等三個主要步驟。模擬信號被抽樣后仍是離散模擬信號，量化則可使抽樣信號變成數字信號，然后才能進行編碼。根據量化過程中量化器的輸入與輸出的關系,可以有均勻量化和非均勻量化兩種方式。均勻量化時，對編碼范圍內小信號或大信號都采用等量化級進行量化，非均勻量化的實現方法通常是將抽樣值通過壓縮再進行均勻量化. 所謂壓縮是用一個非線性

2、變換電路將輸入變量x變換成另一個變量y,即y=f（x）.非均勻量化就是對壓縮后的變量y進行均勻量化，實際中，通常使用的壓縮器中，大多數采用對數壓縮，即y=lnx。廣泛采用的兩種對數壓縮律是: µ壓縮率:美國 ： A壓縮率:我國和歐洲 。本文主要討論和比較均勻量化與A律13折線的信號量噪比。二、均勻量化的量化信噪比 設輸入信號的最小值和最大值分別為a和b表示，量化電平數為M,則均勻量化時的量化間隔為 量化器輸出為： 式中 - 第i個量化區間的終點，可寫成 - 第i個量化區間的量化電平，可表示為 在均勻量化時，量化噪聲功率可由下式給出式中 E- 求統計平均; ;量化器輸出的信號功率為 若

3、已知隨機變量的概率密度函數，便可計算出該比值。設一M個量化電平的均勻量化器，其輸入信號在區間具有均勻概率密度函數，試求該量化器輸出端的平均信號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在區間具有均勻概率密度函數，所以f(x)=1/2a,題中量化噪聲功率為:因為所以量化器的輸出信號功率因而，平均信號量化噪聲功率比當>>1時，上式變成或寫成由上式可見，量化器的輸出信噪比隨量化電平數M的增加而提高。三、非均勻量化了克服均勻量化的缺點，實際中，往往采用非均勻量化。    非均勻量化是根據信號的不同區間來確定量化間隔的。

4、圖（1）理想壓縮特性曲線在圖（1）中，通過原點作理想壓縮特性曲線的切線ob，將ob、bc作為實際的壓縮特性。修改以后，必須用兩個不同的方程來描述這段曲線，以切點b為分界點，設切點b的坐標為，斜率為 所以線段ob的方程為 所以當時，時，有 因此有 所以，切點坐標為 ，令 則 所以，以切點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，為壓擴參數，表示壓縮程度。13折線特性就是近似于=87.6時的律壓縮特性，律壓縮特性的非均勻量化信噪比： 其中為信噪比改善度。 其中為信號有效值。所以ob段量化信噪比：

5、bc段量化信噪比：四、仿真驗證由理論值和matlab仿真得到下圖：五、結論均勻量化的主要缺點是，無論抽樣值大小如何，量化噪聲的均方根值都固定不變。因此，當信號m（t）較小時，則信號量化噪聲功率比也就很小，這樣，對于弱信號時的量化信噪比就難以達到給定的要求。為了克服這個缺點，實際中往往采用非均勻量化。 而非均勻量化對于信號取值小的區間，其量化間隔也小;反之，量化間隔就大。它與均勻量化相比，有兩個主要的優點: 1.當輸入量化器的信號具有非均勻分布的概率密度時，非均勻量化器的輸出端可以較高的平均信號量化噪聲功率比; 2.非均勻量化時，量化噪聲功率的均方根值基本上與信號抽樣值成比例。因此，量化噪聲對大、小信號的影響