增量調(diào)制量化噪聲

1、增量調(diào)制量化噪聲一、 教學(xué)目標(biāo)：1 掌握增量調(diào)制量化噪聲的分類和特點(diǎn)2 理解增量調(diào)制的過載特性和動(dòng)態(tài)范圍3 掌握增量調(diào)制的抗噪性能二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)掌握增量調(diào)制量化噪聲的分類和特點(diǎn)以及增量調(diào)制的抗噪性能。三、 教學(xué)過程設(shè)計(jì)：1 量化噪聲增量調(diào)制也會(huì)帶來(lái)誤差而形成量化噪聲。如圖1所示，誤差eq(t)=m(t)-m(t)表現(xiàn)為兩種形式： 一種稱為過載量化誤差， 另一種稱為一般量化誤差。 圖1 量化噪聲（1）過載量化誤差當(dāng)輸入模擬信號(hào)斜率徒變時(shí)，本地譯碼器輸出信號(hào)跟不上信號(hào)的變化，與之間的誤差明顯增大，引起譯碼后信號(hào)的嚴(yán)重失真，這種現(xiàn)象叫過載現(xiàn)象，產(chǎn)生的失真稱為過載失真，或稱過載噪聲。 （2）

2、一般量化誤差譯碼器輸出能夠跟上輸入信號(hào)的變化，局限在-，區(qū)間內(nèi)變化，這種誤差稱為一般量化誤差。設(shè)抽樣間隔為t（抽樣速率為fs=1/t），則一個(gè)量階上的最大斜率K為 （1） 它被稱為譯碼器的最大跟蹤斜率。顯然，當(dāng)譯碼器的最大跟蹤斜率大于或等于模擬信號(hào)m(t)的最大變化斜率時(shí)， 即 （2）當(dāng)譯碼器輸出m(t)能夠跟上輸入信號(hào)m(t)的變化，不會(huì)發(fā)生過載現(xiàn)象， 因而不會(huì)形成很大的失真。 2 過載特性為了不發(fā)生過載，必須增大和。但增大，一般量化誤差也大，由于簡(jiǎn)單增量調(diào)制的量階是固定的，很難同時(shí)滿足兩方面的要求。不過，提高對(duì)減小一般量化誤差和減小過載噪聲都有利。因此，系統(tǒng)中的抽樣速率要比PCM系統(tǒng)中的抽

3、樣速率高的多。3 動(dòng)態(tài)范圍設(shè)輸入模擬信號(hào)為，其斜率為 （3）為了不發(fā)生過載，應(yīng)要求 （4）所以，臨界過載振幅（允許的信號(hào)幅度）為 （5 ）式（5）中， 為信號(hào)的頻率?？梢?，當(dāng)信號(hào)斜率一定時(shí)，允許的信號(hào)幅度隨信號(hào)頻率的增加而減小，這將導(dǎo)致語(yǔ)音高頻段的量化信噪比下降。為最大允許編碼電平。同樣，對(duì)能正常開始編碼的最小信號(hào)振幅也有要求。不難分析，最小編碼電平為因此，編碼的動(dòng)態(tài)范圍定義為：最大允許編碼電平與最小編碼電平之比，即 這是編碼器能夠正常工作的輸入信號(hào)振幅范圍。通常采用=800Hz為測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，所以 簡(jiǎn)單增量調(diào)制的編碼動(dòng)態(tài)范圍較小，在低傳碼率時(shí)，不符合話音信號(hào)要求。因此，實(shí)用中的常用它的改進(jìn)型。4

4、 增量調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能在系統(tǒng)中同樣存在兩類噪聲，即量化噪聲和信道加性噪聲。由于這兩類噪聲是互不相關(guān)的，可以分別討論。（1）量化信噪功率比由于在實(shí)際應(yīng)用中都是防止工作到過載區(qū)域，因此這里僅考慮一般量化噪聲。 若接收端低通濾波器的截止頻率為，對(duì)于頻率為的正弦信號(hào)，在臨界振幅條件下，系統(tǒng)最大的量化信噪比為 用分貝表示為 上式是的最重要的公式。它表明：（1）簡(jiǎn)單的信噪比與抽樣速率成立方關(guān)系，即每提高一倍，量化信噪比提高9dB。（2）量化信噪比與信號(hào)頻率的平方成反比，即每提高一倍，量化信噪比下降6dB。（2）誤碼信噪功率比 對(duì)于頻率為的正弦信號(hào)，在臨界振幅條件下，語(yǔ)音頻帶的下截止頻率是，系統(tǒng)誤碼率為，則四、課后作業(yè)或思考題：1、增量調(diào)制系統(tǒng)輸出的量化信噪比與哪些因素有關(guān)？2、M的一般量化噪聲和過載量化噪聲是怎樣產(chǎn)生的？如何防止過載量化噪聲的出現(xiàn)？五、本節(jié)小結(jié)：通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生理解量化噪聲的兩種形式，即過載量化噪聲和一般量化噪聲，通過分析能清楚各自產(chǎn)生的原因。能