量化模拟信号抽样后变成在时间上离散的信号，但仍然是模拟信号。这个抽样信号必须经过量化才成为数字信号。抽样信号在时间上是离散的，但其幅度取值是连续的。数字信号是用预先规定的有限个电平来表示模拟信号抽样值。若用n位二进制数编码表示幅值,最多能表示2n个电平,用这些电平对抽样信号幅度做离散化处理,即量化。量化量化处理：将抽样信号幅度范围划分为若干互不重叠的子区间，每个子区间都用其中的一个给定值来代表。量化处理的器件为量化器。量化器的输入为,输出信号为量化器连续信号抽样值m(kT)量化值mq(kT)量化过程量化M个抽样值区间是等间隔划分的,称为均匀量化。M个抽样值区间也可以不均匀分，称为非均匀量化。q1,q2,q3,q4,q5,q6量化电平-∞,m1,m2,m3,m4,m5,∞量化区间设模拟抽样信号的取值范围在a和b之间，量化电平数为M量化间隔为量化区间的终点为若量化输出电平qi取为量化间隔的中点，则量化噪声：mq(kT)－m(kT)用信号功率与量化噪声之比来衡量。均匀量化与量化噪声i=0,1,…,M量化噪声mq(kT)与m(kT)之间的误差称为量化误差。对于语音、图像等随机信号，量化误差也是随机的，它像噪声一样影响通信质量，因此又称为量化噪声，通常用均方误差来度量。量化噪声形成后，在接受端是无法去掉的，由量化误差产生的功率为量化噪声功率，通常用表示由mq(kT)产生的功率称为量化信号功率，用表示是量化信噪功率比，它是衡量量化性能好坏的最常用的指标非均匀量化非均匀量化的目的：在实际应用中，对于给定的量化器，量化电平数M和量化间隔v都是确定的，量化噪声Nq也是确定的。当信号小时，信号量噪比也小。所以，这种均匀量化器对于小输入信号很不利。为改善小信号时的信号量噪比，在实际应用中常采用非均匀量化。非均匀量化yx非均匀量化信道采用压扩技术的PCM系统框图PCM：脉码调制非均匀量化实现非均匀量化的
方法
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之一是把输入量化器的信号x先进行压缩处理，再把压缩的信号y进行均匀量化。所谓压缩器就是一个非线性变换电路，微弱的信号被放大，强的信号被压缩。压缩器的入出关系表示为非均匀量化接收端采用一个与压缩特性相反的扩张器来恢复x。下图画出了压缩与扩张的示意图。通常使用的压缩器中，大多采用对数式压缩，即y=lnx。广泛采用的两种对数压扩特性是μ律压扩和A律压扩。美国采用μ律压扩，我国和欧洲各国均采用A律压扩，下面分别讨论这两种压扩的原理。式中,x为归一化输入，y为归一化输出。归一化是指信号电压与信号最大电压之比，所以归一化的最大值为1。μ为压扩参数，表示压扩程度。压缩与扩张的示意图压缩扩张A：小信号B：大信号X：输入Y：输出量化信噪比(dB)x(dB)均匀量化小信号大信号X=1非均匀量化大信号时均匀量化优于非均匀量化小信号时非均匀量化优于均匀量化若要保证信噪比高于此门限采用均匀量化x能取的范围采用非均匀量化x能取的范围μ压缩律x和y分别是归一化的压缩器输入和输出电压。μ压缩律为压缩参数，表示压缩程度，越大，压缩效果越明显，=0对应于均匀量化。一般取=100.的特性是：在低电平输入的时候，当|x|<<1,上式近似于线性，而在高电平输入是，即|x|>>1时，上式近似对数关系A压缩律（我国使用）A是大于1的常数y是x的2段函数：第1段是线性函数第2段是指数函数式中：x为归一化的压缩器输入电压，y为归一化的压缩器输入电压，A为压扩参数，表示压缩程度，A的取值一般也在100左右，A=1对应于均匀量化
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