均匀量化与A律PCM非均匀量化实验

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均匀量化与A律PCM非均匀量化实验一、实验目的1、掌握均匀量化与非均匀量化的特点及其优缺点；2、掌握均匀量化中的量化间隔、量化误差、量化倍噪比等概念;2、掌握A律PCM非均匀量化、A律13折线压扩特性等概念。二、实验预习要求1、复习《数字通信原理》第二章2.2节——均匀量化与PCM非均匀量化;2、学习MATLAB软件的使用；3、认真阅读本实验内容，熟悉实验步骤。三.实验原理量化是将时域离散幅度连续的脉冲幅度调制信号（PAM）进行变换为幅度离散取值信号的过程。利用预先规定的有限个电平來农示模拟信号抽样值的过程称为量化。量化过程是一个近似表示的过程，无限个数值的模拟信号用冇限个数值的离散信号近似表示，将产生量化误差（量化前后信号Z差），通常用量化噪声功率进行表示。量化过程如图1」所示。样值1.8A4.4A3.3A2.2A0.3A-1.8A-2.8A-23A量化值1.5A3.5A3.5A2.5A0.5A-1.5A-1.5A-2.5A图1-1量化过程示意图 量化器Q输出L个量化值儿伙=1,2,…,厶。儿称为重建电平或量化电平。当输入量化器的模拟信号抽样值兀位于区间［和和］时，量化器输出电平为几,即yk=Q{1+*|一均匀屋化器输出信号量化均方误差•3011111—I厂ooO-4-5七-100-110050100150200250300350400450500离散时间图1-2均匀量化器输出信号量化均方误差与离散时间的关系图实例 3、利用MATLAB软件，给出A律PCM非均匀量化器输入输出关系图，并改变输入信号、非均匀量化器的输入值范围、PCM编码位数等参数，重新进行仿真。A律PCM非均匀量化器输入输出关系图实例如图1・3所示。101输入值230.8A律PCM非均匀虽化器输入输出关系图64202468•••••••ooo-O-O-O-O赳H築磋羊咄Ra#图1・3A律PCM非均匀量化器输入输出关系图实例4、利用MATLAB软件，给出A律PCM非均匀量化器输出信号量化均方误差与离散时间的关系图，并改变输入信号、非均匀量化器的输入值范围、PCM编码位数等参数，重新进行仿真°A律PCM非均匀量化器输出信号量化均方课差与离散时间的关系图实例如图1・4所示。A律PCMlh均匀鼠化器输出信号最化均方误差60050100150200250300350400450500离散时间(8P)>I咚枚童却闕图1・4A律PCM菲均匀最化器输出信号量化均方误差与离散时间的关系图实例 六*参考程序代码1、均匀量化：clc;clearall;a=randn(1,500);%产生均值为0,方差为1的高斯分布随机值信号(1行500列)n=8;%PCM编码位数N=2An;b=-3:0.01:3;%量化器输入值范围[sqnr,a_quan,code]=u_pcm(a,N);[sqnr,a_quan1,codel]=u_pcm(b,N);sqnr%信号的量化信噪比(dB)a(l:5)%输入值a_quan(l:5)%量化值code(l:5,:)%码字q=a-a_quan;MSE=10*log10(abs(q(:)).A2);%均方量化误差(dB)figure(1)；plot(b,a_quanl);%量化器输入输出波形图xlabel(输入值')；ylabel(均匀量化器输出值')；holdon;gridon;titled均匀量化器输入输出关系图J;figurc(2);i=[1:500];plot(i,MSE);%量化误差波形图xlabelC离散时间);ylabel('量化均方误差(dB)'); holdon;gridon;titleC均匀量化器输出信号量化均方误差)；2、A律PCM非均匀量化：clc;clearall;a=randn(1,500);%产生均值为0,方差为1的高斯分布随机值信号(1行500列)b=-3:0.01:3%量化器输入值范围n=8;%PCM编码位数N=2An;A=87.6;[sqnr,a_quan,code]=Alaw_pcm(a,N,A);[sqnr,a_quan1,code1]=Alaw_pcm(b,N,A)；sqnr%信号的最化信噪比(dB)a(l:5)%输入值a_quan(1:5)%量化值code(l:5,:)%PCM编码码字q=a-a_quan;MSE=10*log10(abs(q(:)).A2);%均方最化谋差(dB)figure(1);plot(b,a_quan1);%量化器输入输出波形图xlabel('输入值*)；ylabelC非均匀量化器输出值')；holdon;gridon;titleCA律PCM非均匀量化器输入输出关系图)；figure⑵；i=[1:500];plot(i,MSE);%最化谋羌波形图 xlabelC离散时间')；ylabelC量化均方误差(dB)');holdon;titleCA律PCM非均匀最化器输出信乃最化均方谋旁七、实验报告要求1、叙述均匀量化与非均匀量化的特点及其优缺点；2、掌握均匀量化中的量化间隔、量化误差、量化信噪比等概念；3、分析均匀量化、A律PCM非均匀量化的输入输出关系，均匀量化、A律PCM非均匀量化输出信号量化均方误差与离散时间的关系；4、对改进实验内容有什么建议？