【正文】 he also applied this technology to telephony. He obtained intelligible speech from channels sampled at a rate above 3500–4300 Hz。C從去年畢業(yè)設(shè)計開始，魏老師多次詢問畢業(yè)設(shè)計的進度，對我所從在的問題進行指導(dǎo)，在找工作時沒有及時交開題報告，老師也予以了諒解。我對前期所搭建的模塊進行了進一步的完善。畢業(yè)設(shè)計我采用MATLAB軟件進行仿真實現(xiàn)。在這半年不斷的學(xué)習(xí)中，我才看到了自己知識的欠缺。折疊碼和格雷碼的總設(shè)計圖見附錄C,D。 if temp==1 y = u。是折疊二進制碼。： 格雷碼譯碼模塊 其編譯碼總體搭建模型見附錄C。當(dāng)輸入測試值14時，顯示后四位段內(nèi)碼為1001，而自然二進制的為1110，經(jīng)驗證程序正確。 格雷碼編碼程序如下： function y = f(u) %eml g = zeros(1,8)。由上面兩幅圖可以看出，在噪音的影響下，譯碼后的波形明顯發(fā)生了變化，通過在實驗中的測試，噪音越大，波形失真越大。Analog Filter Design ：模擬低通濾波器。模塊中輸入脈沖由7路二進制數(shù)值脈沖組成，因此輸入?yún)?shù)設(shè)為7。本設(shè)計中由于輸入信號由1路極值脈沖和1路數(shù)值脈沖組成，因此此模塊輸入?yún)?shù)設(shè)為2。 ALaw Compressor：A率壓縮器，它的作用是對輸入信號進行A率壓縮。符合奈奎斯特抽樣定理。信源輸出的信號稱為基帶信號。譯碼中數(shù)字壓擴用7/12變換電路，量化誤差減少為原來的1/2。而折疊碼在傳輸中出現(xiàn)誤碼時，對大信號的影響較大，對小信號的影響要小得多。目前最常見的二進制碼組有三類，分別為：二進制自然碼（NBC）、格雷二進制碼（RBC）和折疊二進制碼組（FBC）。下面結(jié)合13折線的量化來加以說明。當(dāng)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。美國采用壓縮律，我國和歐洲各國均采用A壓縮律，因此，PCM編碼方式采用的也是A壓縮律。為了克服這個缺點，實際中，往往采用非均勻量化。通常稱為量化間隔。抽樣保持量化器編碼器譯碼器低通濾波器模擬信號輸入PCM信號輸入PCM信號輸出模擬信號輸出沖擊脈沖（a）編碼器（b）譯碼器 PCM原理方框圖 抽樣抽樣就是不斷地以某個固定的時間間隔采集模擬信號的瞬時值。 ? 使用定步長或變步長運行仿真，根據(jù)仿真模式(Normal，Accelerator，Rapid Accelerator)來決定以解釋性的方式運行或以編譯C代碼的形式來運行模型。 構(gòu)架在Simulink基礎(chǔ)之上的其他產(chǎn)品擴展了Simulink多領(lǐng)域建模功能，也提供了用于設(shè)計、執(zhí)行、驗證和確認任務(wù)的相應(yīng)工具。在該環(huán)境中，無需大量書寫程序，而只需要通過簡單直觀的鼠標(biāo)操作，就可以構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)，它讓用戶把精力從語言編程轉(zhuǎn)向仿真模型的構(gòu)造，為用戶省去了很多重復(fù)的代碼編寫工作。不僅可以直接調(diào)用，用戶也可以將自己編寫的實用程序?qū)氲組ATLAB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使用。這種交互式的特征可以幫助我們快速的評估不同的算法，進行參數(shù)優(yōu)化。單芯片工作時只需給出外圍的時序電路即可實現(xiàn)，它把編譯碼器（Codec）和濾波器（Filter）集成在一個芯片上，這樣它的功能比較強，不僅可以進行A律變換，也可以進行u律變換；它的數(shù)據(jù)既可用固定速率傳送，也可用變速率傳送；它既可以傳輸信令幀也可以選擇它傳送無信令幀，并且還可以控制它處于低功耗備用狀態(tài)，到底使用它的什么功能可由用戶通過一些控制來選擇。本次設(shè)計系統(tǒng)可以通過模塊分層來實現(xiàn)。Quartus II在21世紀(jì)初推出，是Altera前一代FPGA/CPLD集成開發(fā)環(huán)境MAX+plus II的更新?lián)Q代產(chǎn)品，它界面友好，使用便捷。掉電后，F(xiàn)PGA恢復(fù)白片，內(nèi)部邏輯關(guān)系消失，因此，F(xiàn)PGA能夠重復(fù)使用。 ? FPGA可做其它全定制或半定制ASIC電路的中試樣片。因此，選擇PCM系統(tǒng)進行仿真研究。PCM系統(tǒng)包括模擬信號的數(shù)字化、調(diào)制解調(diào)和數(shù)字信號還原為模擬信號三個模塊，其中，模擬信號的數(shù)字化是把連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)化為用二進制代表的數(shù)字信號，分為抽樣、量化和編碼三個步驟；信道是信號傳輸?shù)耐ǖ?，在傳輸過程中會引入噪聲而影響信號的質(zhì)量；數(shù)字信號還原模擬信號解碼、低通等過程組成，它把數(shù)字信號恢復(fù)成連續(xù)的模擬信號。與模擬通信相比，數(shù)字通信具有很多明顯的優(yōu)點，現(xiàn)已成為了現(xiàn)在通信的主要發(fā)展趨勢之一。脈沖編碼調(diào)制的音頻格式也是被DVDA所采用，1999年由DVD討論會發(fā)布和推出。在光纖通信系統(tǒng)中，光纖傳輸?shù)氖怯啥M制數(shù)字信號對光源進行通斷調(diào)制而產(chǎn)生的二進制光脈沖“0碼”和“1碼”。在語音信號的領(lǐng)域中，數(shù)字化的語音傳輸和存儲，不論其在可靠性，抗干擾性，速交換，易保密和廉價格等方面都遠遠高于模擬語音信號。本次設(shè)計建立了基于Simulink的PCM仿真系統(tǒng)，系統(tǒng)包括PCM編譯碼模塊、數(shù)字調(diào)制解調(diào)模塊。本次畢業(yè)設(shè)計運用仿真軟件對PCM系統(tǒng)進行性能分析。 本次畢業(yè)設(shè)計要求： ； ； 3. 對仿真結(jié)果進行分析。詳細介紹了三種不同段內(nèi)碼的編碼方式下PCM編譯碼模塊的構(gòu)建；針對數(shù)字調(diào)制解調(diào)，構(gòu)建了含BPSK、信道以及濾波器在內(nèi)的子系統(tǒng)；最后通過仿真得出三種編碼方式下系統(tǒng)的誤碼率和頻譜圖。但是，數(shù)字化的語音信號也有它的的缺點，就是數(shù)字語音信號的帶寬要遠遠高于模擬語音信號的帶寬， 因此要求傳輸數(shù)字語音信號的信道更大才能夠傳輸數(shù)字語音信號，為了來降低這種高成本從而促使發(fā)展了一種新的技術(shù)既壓縮編碼。而數(shù)字信號是稱為PCM即脈沖編碼調(diào)制，它對連續(xù)變化的模擬信號進行抽樣、量化和編碼產(chǎn)生的。脈沖編碼調(diào)制的比特率，從14bit發(fā)展到16bit、18bit、20bit一直到24bit；。可靠性好、抗干擾能力強、廉價格、易保密、便于加密處理和便于實現(xiàn)通信網(wǎng)的管理等都是它主要的特點。數(shù)字信號送入數(shù)字網(wǎng)進行傳輸。 第三部分是PCM系統(tǒng)仿真模塊的總體設(shè)計。 本次畢業(yè)設(shè)計要求： ? 實現(xiàn)三種不同段內(nèi)碼的PCM系統(tǒng)的仿真并觀測調(diào)制解調(diào)過程中觀察各個環(huán)節(jié)時域和頻域的波形； ? 結(jié)合三種不同信道環(huán)境對比三種不同段內(nèi)碼的PCM系統(tǒng)的頻譜特點與誤碼率情況； ? 對仿真結(jié)果進行分析。 ? FPGA內(nèi)部有豐富的觸發(fā)器和I／O引腳。FPGA的編程不需要專用的編程器，只須用通用的EPROM、PROM編程器即可。在Quartus II上可以完成設(shè)計輸入、布線布局（適配）、HDL綜合、仿真、下載和硬件測試等流程，它提供了一種與結(jié)構(gòu)無關(guān)的設(shè)計環(huán)境，使設(shè)計者能方便地進行設(shè)計輸入、快速處理和器件編程。PCM系統(tǒng)主要包括模擬信號的數(shù)字化、信道傳輸和數(shù)字信號還原模擬信號三部分，在編碼模塊采用三種不同的段內(nèi)碼進行編碼，最后用示波器觀察輸入信號和輸出信號的波形，加上含有噪聲的信道，最后運行結(jié)果并通過波形來分析該系統(tǒng)的性能。MC145503可以組成模擬用戶線與程控交換設(shè)備間的接口，包含有話音A律編解碼器、自調(diào)零邏輯、話音輸入放大器、RC濾波器、開關(guān)電容低通濾波器、話音推挽功放等功能單元?；谏鲜鋈N方案的優(yōu)缺點及自己在大學(xué)過程中對各種軟件的熟悉程度，我最終選擇了第二種方案，利用Simulink來做。 MATLAB有著強大的功能且應(yīng)用范圍非常廣，可以用來進行多種工作，具體如下： 數(shù)值分析、數(shù)值和符號計算、工程與科學(xué)繪圖、控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真、數(shù)字圖像處理技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、通訊系統(tǒng)設(shè)計與仿真、財務(wù)與金融工程等。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細、貼近實際、效率高、靈活等優(yōu)點，并基于以上優(yōu)點Simulink已被廣泛應(yīng)用與控制理論和數(shù)字信號處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計。Simulink與MATLAB 緊密集成，可以直接訪問MATLAB大量的工具來進行算法研發(fā)、仿真的分析和可視化、批處理腳本的創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以及信號參數(shù)和測試數(shù)據(jù)的定義。 ? 交互式的圖形編輯器來組合和管理直觀的模塊圖。在編碼器（（a））中由沖激脈沖對模擬信號抽樣，得到在抽樣時刻上的信號抽樣值。假設(shè)某個模擬信號f(t)通過一個開關(guān)，則開關(guān)的輸出則與開關(guān)的狀態(tài)有關(guān)，當(dāng)開關(guān)處于閉合狀態(tài)的時候，開關(guān)的輸出就是輸入，即y(t)=f(t)；若開關(guān)處在斷開位置，輸出y(t)就為零。 模擬信號的量化 量化后的抽樣信號于量化前的抽樣信號相比較，當(dāng)然不再是模擬信號，且有所失真。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。所謂A壓縮律也就是壓縮器具有如式（）和式（）特性的壓縮律： （） （）A律壓擴特性是連續(xù)曲線，A值不同壓擴特性自然也就不同，在電路上實現(xiàn)這樣的函數(shù)規(guī)律是相當(dāng)復(fù)雜的。量化后的抽樣信號在一定的取值范圍內(nèi)僅有有限個可取的樣值，且信號正、負幅度分布的對稱性使正、負樣值的個數(shù)相等，正、負向的量化級對稱分布。在13折線法中，無論輸入信號是正是負，均按8段折線（8個段落）進行編碼。，如果把16個量化級分成兩部分：0～7的8個量化級對應(yīng)于負極性樣值，8～15的8個量化級對應(yīng)于正極性樣值。比如誤碼發(fā)生在大信號，如1101誤碼為0101，對于自然碼誤差為8個量化級（13與5），對于折疊碼為11個量化級（13與2）。： 數(shù)字壓擴折線解碼器原理框圖 A率13折線譯碼器原理框圖與逐次比較型編碼器中的本地譯碼器基本相同，所不同的是增加了極性控制部分和帶有寄存讀出的7/12位碼變換電路，各部分的作用如下：串/并變換記憶電路：將增加的串行PCM碼變?yōu)椴⑿写a，并記憶下來，與編碼器中譯碼器的記憶作用基本相同。所謂基帶信號是指沒有經(jīng)過調(diào)制（進行頻譜搬移和變換）的原始電信號，其特點是信號頻譜從零頻附近開始，具有低通形式。利用輸出波形觀察解碼后的模擬信號。 Gain：增益模塊，它是對數(shù)值的大小增加或減小倍數(shù)。 To Frame：裝幀器。 Relay：繼電模塊，它的作用是確定信號的極性。它的作用是得到回復(fù)原始的模擬信號。： （a）原始波形頻譜 （b）無噪音譯碼頻譜（c）編碼后的頻譜 （d）加噪音后的頻譜 自然二進制下的頻譜圖當(dāng)信道中加信噪比為5dB的高斯噪聲時，譯碼后的原始信號有很小的失真。 b = u。： 格雷碼驗證 Subsystem為編碼的封裝模塊，： 編碼模塊封裝 格雷碼的仿真設(shè)計因格雷碼由自然二進制轉(zhuǎn)換而來，所以段內(nèi)碼采用格雷碼編碼方式，只需要在自然二進制的編碼輸出接入封裝后的格雷碼位轉(zhuǎn)換器即可，其他模塊及模塊參數(shù)設(shè)置保持不變，編碼模型如下圖所示： 格雷碼編碼模塊 格雷碼譯碼為編碼的反過程，將編碼后的二進制脈沖轉(zhuǎn)換為十進制，其譯碼程序如下：function y = f(u)%emlb = zeros(8,1)。（信道參數(shù)設(shè)置不變）： 加入了噪音的系統(tǒng)明顯受到了影響，信噪比設(shè)置為5dB。i是大于1的整數(shù)。 else y = u。在本次設(shè)計中，因為采用的是simulink調(diào)用模塊，將總體設(shè)計中三種段內(nèi)碼的信道參數(shù)設(shè)置一樣，觀測不同參數(shù)下的三種輸出波形的變化。畢業(yè)設(shè)計不僅是對幾年所學(xué)知識的總結(jié)，更是對自己能力的一種提高。MATLAB有兩部分都可以實現(xiàn)仿真，一種是直接寫代碼編程，這是個很繁瑣的過程，需要學(xué)習(xí)MATLAB里面的編程語言了，對實現(xiàn)各種功能的語句都要很熟悉。通過改變信道的信噪比等再一步步觀察各個輸入信號和相應(yīng)輸出信號。今年在校做畢業(yè)設(shè)計時，因為找不到資料，卡住的是去找老師，老師讓我用程序來實現(xiàn)剩下的碼型，最終解決了我最大的問題。Programming lower rates proved unsatisfactory. This was TDM, but pulseamplitude modulation (PAM) rather than PCM. In 1920 the Bart