通信原理PCM编码课程

课程设计评分标准 评分项目得分 报告书写 及格式 具有题目、摘要、目录、正文、参考文献 with uni and non-uni quantization in MATLAB simulation 1 背景知识 1.1 PCM 原理及仿真 脉冲编码调制就是把一个时间，取值连续的模拟信号变换成时间离散，取值离散的 数字信号后在信道中传输。脉冲编码调制就是对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化， 编码的过程。 1.1.1 脉冲编码调制 脉冲编码调制pulse code modulation，PCM是概念上最简单、理论上最完善的编码系 统，是最早研制成功、使用最为广泛的编码系统，但也是数据量最大的编码系统。PCM 的 实现主要包括三个步骤完成抽样、量化、编码。分别完成时间上离散、幅度上离散、 及量化信号的二进制表示。根据 CCITT 的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均 匀量化，有两种建议方式，分别为 A 律和μ律方式，我国采用了 A 律方式，因为 A 律压 缩实现复杂，常使用 13 折线法编码,下图为 PCM 系统的原理框图 图中，输入的模拟信号 mt经抽样、量化、编码后变成了数字信号 PCM 信号，经 信道传输到达接收端，由译码器恢复出抽样值序列，再由低通滤波器滤出模拟基带信号 mt。通常，将量化与编码的组合称为模 /数变换器；而译码与低通滤波的 组合称为数/模变换器D/A 变换器。前者完成由模拟信号到数字信号的变换，后者则相 反，即完成数字信号到模拟信号的变换。 PCM 在通信系统中完成将语音信号数字化功能，它的实现主要包括三个步骤完成抽 样、量化、编码。分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。根据 CCITT 的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式，分别为 A 律和μ律方式，我国采用了 A 律方式，因为 A 律压缩实现复杂，常使用 13 折线法编码, 采用非均匀量化 PCM 编码。 1.1.2 PCM 编码原理 1抽样 所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散 的信号。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢 复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。 在一个频带限制在。原函数, 由 t 的取值可得 f 有 201 个值 subplot3,1,1 matlab 矩阵区域设置 plott, f。 画出采原函数序列图 title原信号。 xlabel时间 ts。 T 1/500。 抽样周期，500 是抽样频率，可以调整抽样频率 gs -0.1T0.1。 fg sin2*pi*60*gscos2*pi*25*gs。 对信号进行以 T 周期抽样 subplot3,1,2 stemgs, fg 画图 title采样信号。 xlabel时间 ts； 2-1 clear all。 close all。 建立原信号 T0.002。 取时间间隔为0.01 t-0.1T0.1。 时域间隔dt为间隔从0到10画图 xtsin3*pi*90*tcos3*pi*37*t。xt方程采样时间连续信号变为时间离散模拟信号 fs800。 抽样fs2fc，每秒钟内的抽样点数目将等于或大于2fc个 sdt1/fs。 频域采样间隔0.002 t1-0.1sdt0.1。 以sdt为间隔从-0.1到0.1画图 stsin2*pi*60*t1cos2*pi*25*t1。 离散的抽样函数 figure1。 subplot3,1,1。 plott1,st。 title原始信号。 画出原始的信号图,以好对比 grid on 画背景 subplot3,1,2。 stemt1,st,.。 这里画出来的是抽样后的离散图 title抽样信号。 grid on 画背景量化过程 nlengthst。 取st的长度为n Mmaxst。 Ast/M*2048。 a1极性码 a2a3a40 codei,11。 代表正值 else codei,10。 代表负值 end if absAi0absAi0。codei,30。codei,40。step1。start0。 elseif 16absAi0。codei,30。codei,41。step1。start16。 elseif 32absAi0。codei,31。codei,40。step2。start32。 elseif 64absAi0。codei,31。codei,41。step4。start64。 elseif 128absAi1。codei,30。codei,40。step8。start128。 elseif 256absAi1。codei,30。codei,41。step16。start256。 elseif 512absAi1。codei,31。codei,40。step32。start512。 elseif 1024absAi1。codei,31。codei,41。step64。start1024。 end BfloorabsAi-start/step。 段内码编码floor取整四舍五入 tdec2binB,4-48。 dec2bin定义将B变为4位2进制码，-48改变格式 codei,58t14。 输出段内码 end codereshapecode,1,8*n。 reshape代表从新塑形 code subplot3,1,3。 stemcode,.。axis[1 64 0 1]。 这里我们先取前面八个点编码输出,输出时候有64个点 title编码信号。 grid on 2-2 3 Simulink3 Simulink 仿真仿真 3.1 原始模拟信号电路图及仿真图 3-1原始模拟信号电路图 两个正弦波的参数设置分别为 3-2 正弦波参数设置 3-3 正弦波参数设置 所得波形为 3-4 3.2 PCM 编码器电路设计 3-4 13 折线近似的 PCM 编码器测试模型和仿真结果 测试模型和仿真结果如上图所示。其中以 Saturation 作为限幅器，将输入信号幅度值限 制在 PCM 编码的定义范围内，以 A-Law Compressor 作压缩器，Relay 模块的门限值设置为 0， 其输出即可作为 PCM 编码输出的最高位极性码。样值