信号处理：A87.6/13段折线量化原理

“信号与通信系统课件：第10讲-基带传输原理.pdf” 本节内容主要讨论了基带传输中的信号量化处理，特别是A87.6/13段折线压缩特性的应用。在数字通信系统中，信号量化是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程，它是模数转换（ADC）的关键步骤。A87.6/13段折线量化方案是一种非均匀量化方法，旨在优化不同幅度信号的表示，减少量化误差，特别是在处理具有较大动态范围的信号时。 首先，A87.6/13段折线量化方案将x轴分为8段，每段再细分为16个量化间隔，记作V1到V8。同时，y轴也被分为8段，每段同样有16个量化间隔。值得注意的是，尽管x轴和y轴的总间隔数量相同（128个），但它们的量化间隔大小并不相同。y轴的量化间隔始终是恒定的，即1/128，而x轴的量化间隔则随着信号幅度的增大而增大，从最小的1/2048（对应于段1）到最大的1/32（对应于段8）。 这种非均匀量化策略可以减少对小信号的量化误差，因为小信号部分有更精细的量化间隔。如果采用传统的均匀量化，对于2048级的量化，可能需要11位二进制码（加上符号位共12位）。然而，通过A87.6/13折线量化，只需8位二进制码就能达到同样的效果。 编码方式上，量化后的信号使用段落码和段内码进行表示。段落码用于标识信号所在的段，段内码则表示在该段内的具体位置。例如，代码“000”表示段1，而“111”表示段8。每个段的起始电平、长度和量化间隔都有所不同，例如，段1的起始电平为0，量化间隔为1/2048，而段8的起始电平为64倍的V1，量化间隔为1024倍的V1。 此外，从线性脉冲编码调制（Linear PCM）转换为非线性PCM（如A87.6/13）的过程也涉及到了编码的改变。在非线性PCM中，信号的表示更加适应其自然分布，从而降低了量化噪声的影响。线性PCM的二进制序列（例如，“aaaaaaaaaaa”）会被转换为非线性PCM的8位编码（如“XYZABCD”）。 A87.6/13段折线量化技术是数字通信中提高信号传输质量的重要手段，它通过非均匀量化策略优化了信号的数字化过程，减少了量化噪声，并有效利用了编码位数，提高了信噪比。这一技术尤其适用于基带传输系统，其中信号的动态范围可能非常广泛，需要精细化的量化处理来确保信息的准确传输。