【正文】 :T:。 xlabel(39。%原函數(shù) , 由 t的取值可得 f有 201 個值 subplot(3,1,1) %matlab 矩陣區(qū)域設置 plot(t, f)。 低通濾波器：由于采樣脈沖不可能是理想沖激函數(shù)會引入孔徑失真，量化時也會帶來量化噪聲，及信號再生時引入的定時抖動失真，需要對再生信號進行幅度及相位的補償，同時濾除高頻分量，在這里使用與編碼模塊中相同的低通濾波器。段落碼和 8 個段落之間的關系如表 2 所示；段內(nèi)碼與 16 個量化級之間的關系見表 3。若用 8 位折疊二進制碼來表示輸 入信號的抽樣量化值，其中用第一位表示量化值的極性，其余七位（第二位至第八位）則表示抽樣量化值的絕對大小。在逐次比較型編碼方式中，無論采用幾位碼，一般均按極性碼、段落碼、段內(nèi)碼的順序排列。當然，這里的編碼和譯碼與差錯控制編碼和譯碼是完全不同的，前者是屬于信源編碼的范疇。 模擬入 y x 量化器 量化值 6 由于 A 律壓縮實現(xiàn)復雜，常使用 13 折線法編碼 , 壓擴特性圖如下圖所示： 圖 12 A律函數(shù) 13折線壓擴特性圖 這樣，它基本上保持了連續(xù)壓擴特性曲線的優(yōu)點，又便于用數(shù)字電路實現(xiàn)，本設計中所用到的 PCM 編碼正是采用這種壓 擴特性來進行編碼的。 實際中，非均勻量化的實際方法通常是將抽樣值通過壓縮再進行均勻量化。對于信號取值小的區(qū)間，其量化間隔 v? 也小；反之，量化間隔就大。為了適應幅度大的輸入信號，同時又要滿足精度要求，就需要增加樣本的位數(shù)。這個量化過程可以表達為： ? ?1( ) , 1 , 2 , 3 , ,k k ky Q x Q x x x y k L?? ? ? ? ? ? 5 這里 kx 稱為分層電平或判決閾值。一個模擬信號經(jīng)過抽樣量化后，得到已量化的 脈沖 幅度調(diào)制信號，它僅為有限個數(shù)值。抽樣定理在實際應用中應注意在抽樣前后模擬信號進行濾波，把高于二分之一抽樣頻率的頻率濾掉。該模擬信號經(jīng)過抽樣后還應當包含原信號中所有信息，也就是說能無失真的恢復原模擬信號。 PCM 在通信系統(tǒng)中完成將語音信號數(shù)字化功能，它的實現(xiàn)主要包括三個步驟完成：抽樣、量化、編碼。分別完成時間上離散、幅度上離散、及量化信號的二進制表示。 關鍵詞 ：脈沖編碼調(diào)制（ PCM） 均勻與非均勻量化 MATLAB 仿真 Abstract Combined with the sampling, quantization, coding theory of PCM, using MATLAB software programming and graphics, the pletion of the pulse code modulation (PCM) modeling and simulation analysis basic method is to establish the model of munication system of learning through the use of puter and basic skills, learning by means of simulation of munication system of basic theory and basic algorithm are basic method of using munication system simulation software to learn of the existing, to solve munication problems using Matlab software. Keywords: pulse code modulation (PCM) with uniform and nonuniform quantization in MATLAB simulation 3 1 背景知識 PCM 原理及仿真 脈沖編碼調(diào)制就是把一個時間，取值連續(xù)的模擬信號變換成時間離散，取值離散的數(shù)字信號后在信道中傳輸。（ 10 分） Simulink 仿真 是否實現(xiàn)設計功能，各 個模塊的設計參數(shù)是否清晰（ 10 分） 框圖直觀，有對不同參數(shù)條件下的仿真對比及結論（ 10 分） 仿真參量豐富（如對頻譜，信噪比，誤碼率等的分析），仿真波形直觀。（ 10 分） 答 辯 是否存在抄襲（ 10 分） 對所仿真系統(tǒng)原理的提問回答情況（ 10 分） 對仿真過程提問的回答情況（ 10 分） 總分 1 課程設計評分標準 .... 0 基于 MATLAB/SIMULINK 的 PCM 編碼的研究與仿真 ....... 2 摘 要 ......................................................................... 2 ABSTRACT ................................................................... 2 1 背景知識 .................................................................... 3 PCM 原理及仿真 ................................................................. 3 脈沖編碼調(diào)制 .............................................................. 3 PCM 編碼原理 .............................................................. 4 2 M 文件仿真 ................................................................. 8 3 SIMULINK 仿真 ......................................................... 12 原始模擬信號電路圖及仿真圖 .......................................... 12 PCM 編碼器電路設計 ......................................................... 14 PCM 解碼器 電路設計 ......................................................... 20 4 心得體會 ................................................................... 23 參考文獻 ..................................................................... 24 2 基于 MATLAB/simulink的 PCM 編碼的研究與仿真 摘 要 本設計結合 PCM 的抽樣、量化、編碼原理，利用 MATLAB 軟件編程和繪圖功能，完成了對脈沖編碼調(diào)制（ PCM）系統(tǒng)的建模與仿真分析。脈沖編碼調(diào)制就是對模擬信號先抽樣，再對樣值幅度量化，編碼的過程。根據(jù) CCITT 的建議，為改善小信號量化性能，采用壓擴非均勻量化，有兩種建議方式，分別為 A 律和μ律方式，我國采用了 A律方式，由于 A律壓縮實現(xiàn)復雜，常使用 13 折線法編碼 ,下圖為 PCM 系統(tǒng)的原理框圖： 圖中，輸入的模擬信號 m(t)經(jīng)抽樣、量化、編碼后變成 了數(shù)字信號 (PCM 信號 )，經(jīng)信道傳輸?shù)竭_接收端，由譯碼器恢復出抽樣值序列，再由低通濾波器濾出模擬基帶信號 m(t)。分別完成時間上離散、幅度上離散、及量化信號的二進制表示。它的抽樣速率的下限是由抽樣定理確定的。這是抽樣中必不可少的步驟。 如下圖所示，量化器輸出 L個量化值 ky ， k=1， 2， 3，…， L。通常 kkk xx ??? ?1 稱為量化間隔。但是，對話音信號來說，大信號出現(xiàn)的機會并不多，增加的樣本位數(shù)就沒有充分利用。它與均勻量化相比，有兩個突出的優(yōu)點。通常使用的壓縮器中，大多采用對數(shù)式壓縮。 表 11 13 折線時的 x 值與計算 x 值的比較 y 0 81 82 83 84 85 86 87 1 x 0 1281 1 按折線 分段時的 x 0 1281 641 321 161 81 41 21 1 段落 1 2 3 4 5 6 7 8 斜率 16 16 8 4 2 1 21 41 表 1中第二行的 值是根據(jù) 時計算得到的，第三行的 值是 13 折 線分段時的值。 7 在現(xiàn)有的編碼方法中，若按編碼的速度來分，大致可分為兩大類：低速編碼和高速編碼。下面結 合 13 折線的量化來加以說明。 具體的做法是：用第二至第四位表示段落碼，它的 8種可能狀態(tài)來分別代表 8 個段落的起點電平。 4）譯碼 PCM 譯碼器是實現(xiàn) PCM 編碼的逆系統(tǒng)。 2 M 文件仿真 程序如下： clear。 %畫出采原函數(shù)序列圖 title(39。時間 t(s)39。 fg = sin(2*pi*60*gs)+cos(2*pi*25*gs)。 xlabel(39。 %建立原信號 T=。 %抽樣 fs=2fc，每秒鐘內(nèi)的抽樣點數(shù)目將等于或大于 2fc 個 sdt=1/fs。 subplot(3,1,1)。)。)。 grid on %畫背景 %量化過程 n=length(st)。 %產(chǎn)生 i*8 的零矩陣 %極性碼 a1 for i=1:n %if 循環(huán)語句 if A(i)=0 code(i,1)=1。abs(A(i))16 code(i,2)=0。start=0。code(i,3)=0。 elseif 32=abs(A(i))amp。code(i,4)=0。amp。step=4。abs(A(i))256 code(i,2)=1。start=128。code(i,3)=0。 elseif 512=abs(A(i))amp。code(i,4)=0。amp。step=64。 %dec2bin 定義將 B 變?yōu)?4 位 2 進制碼， 48 改變格式 code(i,5:8)=t(1:4)。 stem(code,39。 %這里我們先取前面八個點編碼輸出 ,輸出時候有 64 個點 title(39。其中以 Saturation 作為限幅器，將輸入信號幅度值限制在 PCM 編碼的定義范圍內(nèi)，以 ALaw Compressor 作壓縮器， Relay 模塊的門限值設置為 0，其輸出即可作為 PCM 編碼輸出的最高位 —— 極性碼。 PCM 解碼器中首先分離并行數(shù)據(jù)中的最高位（極性碼）和 7 位數(shù)據(jù)，然后將 7位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換位整數(shù)值，再進行歸一化，擴張后與雙極性的極性碼相乘得出解碼值?？傮w來說，這次實習讓我受益匪淺。在摸索該如何設計系統(tǒng)使之實現(xiàn)所需功能的過程中 ，培養(yǎng)了我的設計思維，增加了實際操作能力。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6 X4NGpP$vSTTamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpa zadNuKNamp。ksv*