基于matlab的脈沖編碼調(diào)制(pcm)系統(tǒng)設(shè)計與仿真課程設(shè)計任務(wù)書-全文預(yù)覽
【正文】 ,程序見第 4章設(shè)計內(nèi)容。 以二維情況為例 ,兩個幅度決定了平面上的一點。 若在式 ,令μ 255,則式 式 縮特性完全一 致。 為了找到一個能夠表示修正后的整個壓縮特性曲線的方程 ,將式 變成 從上式中可以看出 ,它滿足 x0 時 ,y0。在 13 折線中 ,第一段落起始點要求的 x、 y都應(yīng)該為零 ,而若按照式 計算時 ,當(dāng) x0 時 ,y→ ∞ 。但由于正向一、二兩段和負向一、二兩段的斜率相同 ,所以這四段實際上為一條直線 ,因此 ,正、負雙向的折線總共由 13 條直線段構(gòu)成 ,這就是 13折線的由來。然后將 y 軸的 [0,1]區(qū)間均勻地分成八段 , 從 第 一 段 到 第 八 段 分 別 為[0,1/8],1/8,2/8],2/8,3/8],3/8,4/8],4/8,5/8],5/8,6/8],6/8,7/8],7/8,1]。 [0,1/16]再一分為二 ,其中點為 1/32,取區(qū)間 [1/32,1/16]作為第四段 。 圖 13 折線示意圖 其具體分法如下 : [0,1]一分為二 ,其中點為 1/2,取區(qū)間 [1/2,1]作為第八段 。 圖 理想壓縮特性曲 線 A 律壓縮特性就是對式 修改后的函數(shù)。 因此 為了使量化信噪比不隨信號 x 變化 ,也就是說在小信號時的量化 信噪比不因 x的減小而變小 ,即應(yīng)使各量化級間隔與 x成線性關(guān)系 ,即 則式 即 其中 k為比例常數(shù)。x 為歸一化的壓縮器輸入電壓。一般當(dāng)μ 100 時 ,壓縮器的效果就比較理想了。 μ壓縮律 : 所謂μ壓縮律就是壓縮器的壓縮特性具有如下關(guān)系的壓縮律 : 式中 y 為歸一化的壓縮器輸 出電壓 ,x 為歸一化的壓縮器輸入電壓 ,μ為壓擴參數(shù) ,表示壓縮的程度。首先 ,當(dāng)輸入量化器的信號具有非均勻分布的概率密度時 ,非均勻量化器的輸出端可以得到較高的平均信號量化噪聲功率比 。 非均勻量化 :非均勻量化是根據(jù)信號的不同區(qū)間來確定量化間隔的。因此 ,當(dāng)信號較小時 ,則信號量化噪聲功率比也就很小 ,這樣 ,對于弱信號時的信號量噪比就很難達到給定的要求。在均勻量化中 ,每個量化區(qū)間的量化電平在各區(qū)間的中點。 通常 ,量化器的輸入是隨機模擬信號。這樣一來 ,抽樣值必須被劃分成M個離散電平 ,此電平被稱作量化電平。另一方面 ,為了獲得一定精度的頻譜 ,對頻率分辨率 F 有一個人為的規(guī)定 ,一般要求 ,即采樣時間 ts100 秒 。 Y即為 FFT 變換后得到的結(jié)果 ,與 b的元素數(shù)相等 ,為復(fù)數(shù)。假定將信號 mt和周期性沖擊函數(shù)δ t 相乘 ,如圖所示 ,乘積函數(shù)便是均勻間隔為 T 秒的沖激序列 ,這些沖激的強度等于相應(yīng)瞬時上的 mt 值 ,它表示對函數(shù) mt的抽樣。根據(jù)抽樣脈沖的特性 ,抽樣分為理想抽樣、自然抽樣 (亦稱曲頂取樣 )、瞬時抽樣 (亦稱平頂抽樣 )。 圖 采樣器示意圖及波形圖 抽樣定理 抽樣也稱取樣、采樣 ,是把時間連續(xù)的模擬信號變換為時間離散信號的過程。在理想情況下 ,開關(guān)閉合時間τ滿足τ T。 3 PCM 脈沖編碼原理 模擬信號的抽樣及頻譜分析 信號的采樣 離散時間信號通常是有連續(xù)時間信號經(jīng)周期采樣得到的。在 M文件窗口可以對打開的 M文件進行編輯修改。在 M文件窗口輸入 M文件的內(nèi)容 ,輸入完畢后 ,選擇此窗口 File菜單的 save as命令 ,將會得到 save as 對話框。而函數(shù)文件可以輸入?yún)?shù) ,也可以返回輸出參數(shù)。在前一種工作方式下 ,MATLAB 被當(dāng)做一種高級數(shù)學(xué)演算紙和圖形表現(xiàn)器來使用 ,MATLAB 提供了一套完整的而易于使用的編程語言 ,為用戶提供了二次開發(fā)的工具 ,下面主要介紹 MATLAB 控制語句和程序設(shè)計的基本方法。實用的程序接口和發(fā)布平臺 。簡單易用的程序語言 ?？梢灾苯诱{(diào)用 ,用戶也可以將自己編寫的實用程序?qū)氲?MATLAB 函數(shù)庫中方便自己以后調(diào)用 ,此外許多的 MATLAB 愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序 ,用戶可以直接 進行下載就可以用。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計算方面首屈一指。 PCM 的缺點是傳輸帶寬寬、系統(tǒng)較復(fù)雜。失真小 。 關(guān) 鍵 詞 :脈沖編碼調(diào)制 (PCM) 均勻與非均勻量化 MATLAB 仿真 Abstract In this design, bination the Simulink emulatation function and the S function’s spread function of MATLAB software, have pleted the systematic emulatation and modeling for pulse code modulation PCM. In this design,divide into 3 parts mainly, emulate to build mould and emulate analysis for the principle of pulse code modulation PCM systematic. They are modeling and emulatation of sampling, quantizing and ecoding. At the same time, emulate to analyse the waveform of sampling and owe sampling , the quantizing error of uniform quantizing and nonuniform quantizing. Through this design,the designer has a more profound understanding of PCM principles and performance , and further master the use of MATLAB software. Keywords: Pulse coding modulation PCM uniform and nonuniform quantitative MATLAB simulation 1 緒論 數(shù)字通信作為一種新型的通信手段 ,早在 20 世紀 30 年代就已經(jīng)提出。 指導(dǎo)教師簽名 : 年 月 日 系主任 (或責(zé)任教師 )簽名 : 年 月 日 目 錄 摘 要 I Abstract II 1 緒論 1 2 MATLAB 簡介 2 MATLAB 軟件簡介 2 MATLAB 程序設(shè)計方法 2 3 PCM 脈沖編碼原理 4 模擬信號的抽樣 及頻譜分析 4 信號的采樣 4 抽樣定理 4 采樣信號的頻譜分析 5 量化 5 量化的定義 5 量化的分類 6 MATLAB 的 A 律 13 折線量化 12 PCM 編碼 12 編碼的定義 12 碼型的選擇 13 PCM 脈沖編碼的原理 13 4 PCM 的 MATLAB 實現(xiàn) 15 PCM 抽樣的 MATLAB 實現(xiàn) 15 PCM 量化的 MATLAB 實現(xiàn) 18 PCM 均勻量化的 MATLAB 實現(xiàn) 18 PCM A 律非均勻量化的 MATLAB 實現(xiàn) 20 PCM A 律 13折線編碼的 MATLAB 實現(xiàn) 22 5 結(jié)果分析及總結(jié) 25 參考文獻 26 摘 要 本設(shè)計結(jié)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。 時間安排 : 第 1,2 天 :分析題目 ,方案設(shè)計 。 要求完成的主要任務(wù) : 任務(wù) 實現(xiàn)脈沖編碼調(diào)制 (PCM)技術(shù)的三個過程 :采樣、量化與編碼。 脈沖編碼調(diào)制相關(guān)知識。 (3)按照 13折線 A 律特性編成 8 位碼。 第 8天 :答辯 ,完成設(shè)計說明書。通過對脈沖編碼調(diào)制 (P
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