【正文】 根據(jù)抽樣定理 ,當滿足 fs≥ 2fh 時 ,才能不失真的還原出原始信號。今后 ,我要更加嚴格要求自己 ,主動尋找通信專業(yè)方面進行軟件仿真及硬件設計的機會 ,通過實踐逐步提升自己的專業(yè)技術水平 ,為今后發(fā)展奠定堅實的基礎。掌握了用程序對信號進行分析的基本方法 ,并畫出波形圖。 else fi,11。 yy.*128。xi1/4 yixi+4/8。xi1/64 yi16*xi。 end end end 仿真結果 : 圖 A 律量化波形 PCM A 律 13折線編碼的 MATLAB 實現(xiàn) PCM 均勻量化的 MATLAB 程序設計按如下步驟進行 : (1)確定輸入模擬信號 。幅度 39。 ylabel39。 end end end end nqV^2/3*L^2。end flag0。 title39。原始信號 39。 subplot2,1,1。 Mfftm,n。幅值 39。幅值 39。%對不滿足抽樣條件的信號進行傅立葉變換 M2M2/fs2。%不滿足抽樣條件的抽樣間隔 fs21/ts2。ylabel39。ylabel39。 %定義信號 [M1,mn1,df1]fft_seqm1,ts1,df。%信號持續(xù)的時間 。 xlabel39。時間 39。 %確定 t0 的點 mw1。 PCM 抽樣的 MATLAB 實現(xiàn)源程序如下 : function sample t010。 圖 脈沖編碼調制示意圖 假設模擬信號 mt的求值范圍為 [4V,+4V],將其抽樣值按 8個量化級進行均勻量化 ,其量化間隔為 1s,因此各個量化區(qū)間的端點依次為 0、 4V,8 個量化級的電平分別為 、 、 、 、 、 、 和 。 PCM 通過抽樣、量化、編碼三個步驟將連續(xù)變化的模擬信號轉換為數(shù)字編碼。簡單高效的數(shù)據(jù)系統(tǒng)是二進制碼系統(tǒng) ,因此 ,應將十進制數(shù)字代碼變換成二進制編碼。而矢量量化是二維甚至多維的量化 ,兩個或兩個以上的幅度決定一個量化結果。 1/2^716。圖748 中只畫出了第一象限的壓縮特性 ,第三象限的壓縮特性的形狀與第一象限的壓縮特性的形狀相同 ,且它們以原點為奇對稱 ,所以負方向也有八段直線 ,總共有 16 個線段。 [0,1/8]再一分為二 ,其中點為 1/16,取區(qū)間 [1/16,1/8]作為第五段 。滿足上式的曲線如下圖所示 ,由于其沒有通過坐標原點 ,所以還需要對它作一定的修改。y 為歸一化的壓縮器輸出電壓 。 常見的非均勻量化有 A律和μ率等 ,它們的區(qū)別在于量化曲線不同。為了克服這一個缺點 ,實際中往往采用非均勻量化。 均勻量化 :把輸入信號的取值域按等距離分割的量化稱為均勻量化。 量化 量 化的定義 模擬信號進行抽樣以后 ,其抽樣值還是隨信號幅度連續(xù)變化的 ,即抽樣值mkT可以取無窮多個可能值 ,如果用 N個二進制數(shù)值信號來代表該樣值的大小 ,以便利用數(shù)字傳輸系統(tǒng)來傳輸該樣值的信息 ,那么 N個二進制信號只能同 M2^N個電平樣值相對應 ,而不能同無窮多個電平值相對應。一般不指定 N,即簡化為 Yfftb。換句話說 ,在信號最高頻率分量的每一個周期內起碼應抽樣兩次。一般可以把采樣器視為一個每隔 T 秒閉合一次的電子開關 S。在 M 文件所在的目錄 ,再從 File Name 下面的列表框中選中這個文件 ,然后按 OK 按鈕即打開這個 M 文件。兩者區(qū)別在于 :命令文件沒有輸入?yún)?shù) ,也不返回輸出參數(shù) 。應用廣泛的模塊集合工具箱 。在新的版本中也加入了對 C,FORTRAN,C++ ,JAVA 的支持。故它能較好地適應信息化社會對通信的要求。通過對脈沖編碼調制 (PCM)系統(tǒng)原理的仿真分析 ,設計者對 PCM 原理及性能有了更深刻的認識 ,并進一步掌握 MATLAB 軟件的使用。 (3)按照 13折線 A 律特性編成 8 位碼。 要求完成的主要任務 : 任務 實現(xiàn)脈沖編碼調制 (PCM)技術的三個過程 :采樣、量化與編碼。 指導教師簽名 : 年 月 日 系主任 (或責任教師 )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 結果分析及總結 25 參考文獻 26 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制 (PCM)系統(tǒng)的建模與仿真分析。失真小 。它在數(shù)學類科技應用軟件中在數(shù)值計算方面首屈一指。簡單易用的程序語言 。在前一種工作方式下 ,MATLAB 被當做一種高級數(shù)學演算紙和圖形表現(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 控制語句和程序設計的基本方法。在 M文件窗口輸入 M文件的內容 ,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。 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。 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。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瞬時上的 mt 值 ,它表示對函數(shù) mt的抽樣。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 。 通常 ,量化器的輸入是隨機模擬信號。因此 ,當信號較小時 ,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。首先 ,當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 。一般當μ 100 時 ,壓縮器的效果就比較理想了。 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 ,即應使各量化級間隔與 x成線性關系 ,即 則式 即 其中 k為比例常數(shù)。 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 。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]。在 13 折線中 ,第一段落起始點要求的 x、 y都應該為零 ,而若按照式 計算時 ,當 x0 時 ,y→ ∞ 。 若在式 ,令μ 255,則式 式 縮特性完全一 致。 MATLAB 的 A 律 13 折線量化 在 MATLAB中編寫程序實現(xiàn) A律對數(shù)量化 ,并輸出 13折線對數(shù)量化特性曲線如圖所示 ,程序見第 4章設計內容。量化級數(shù)增多即樣值個數(shù)增多 ,就要求更長的二進制編碼。對語音信號最典型的數(shù)字編碼就是脈沖編碼調制 PCM。 圖 PCM 通信系統(tǒng)方框圖