通信原理pcm編碼課程設(shè)計--基于matlabsimulink的pcm編碼的研究與仿真(編輯修改稿)
2025-02-09 19:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 有非均勻分布的概率密度（實(shí)際中常常是這樣）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；其次，非均勻量化時，量化噪聲功率的均方根值基本上與信號抽樣值成比例。因此量化噪聲對大、小信號的影響大致相同，即改善了小信號時的量化信噪比。實(shí)際中，非均勻量化的實(shí)際方法通常是將抽樣值通過壓縮再進(jìn)行均勻量化。通常使用的壓縮器中，大多采用對數(shù)式壓縮。廣泛采用的兩種對數(shù)壓縮律是 壓縮律和 A 壓縮?律。美國采用 壓縮律，我國和歐洲各國均采用 A 壓縮律，所謂 A 壓縮律也就是壓縮器?具有如下特性的壓縮律： ， 。AXxy10,ln1???? 1,ln????Xxy由于 A 律壓縮實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，常使用 13 折線法編碼, 壓擴(kuò)特性圖如下圖所示：模擬入yx量化器量化值 6 圖 12 A 律函數(shù) 13 折線壓擴(kuò)特性圖這樣，它基本上保持了連續(xù)壓擴(kuò)特性曲線的優(yōu)點(diǎn)，又便于用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計中所用到的 PCM 編碼正是采用這種壓擴(kuò)特性來進(jìn)行編碼的。 表 11 13 折線時的 值與計算 值的比較xy0 812834856871x0 按折線分段時的 x0 128432168421段落 1 2 3 4 5 6 7 8斜率 16 16 8 4 2 1 241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。可見，13 折線各段落的分界點(diǎn)與 曲線十分逼近，同時 按 2 的冪次分割有利于數(shù)字化。 3) 編碼所謂編碼就是把量化后的信號變換成代碼，其相反的過程稱為譯碼。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。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 7 編碼。通信中一般都采用第二類。編碼器的種類大體上可以歸結(jié)為三類：逐次比較型、折疊級聯(lián)型、混合型。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。下面結(jié)合 13 折線的量化來加以說明。 表 12 段落碼 表 13 段內(nèi)碼段落序號段落碼 量化級 段內(nèi)碼15 11118 11114 111013 11017 11012 110011 10116 10110 10109 10015 1008 10007 01114 0116 01105 01013 0104 01003 00112 0012 00101 00011 0000 0000 PCM 編譯碼器的實(shí)現(xiàn)可以借鑒單片 PCM 編碼器集成芯片，如：TP3067A、CD22357 等。單芯片工作時只需給出外圍的時序電路即可實(shí)現(xiàn)，考慮到實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，仿真時將 PCM 編譯碼器分為編碼器和譯碼器模塊分別實(shí)現(xiàn)，在 13 折線法中，無論輸入信號是正是負(fù)，均按8 段折線（8 個段落）進(jìn)行編碼。若用 8 位折疊二進(jìn)制碼來表示輸入信號的抽樣量化值， 8 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。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(diǎn)電平。其它四位表示段內(nèi)碼，它的 16 種可能狀態(tài)來分別代表每一段落的 16 個均勻劃分的量化級。這樣處理的結(jié)果，8 個段落被劃分成 27＝128 個量化級。段落碼和 8個段落之間的關(guān)系如表 2 所示；段內(nèi)碼與 16 個量化級之間的關(guān)系見表 3。 4）譯碼PCM 譯碼器是實(shí)現(xiàn) PCM 編碼的逆系統(tǒng)。其中各模塊功能如下：D/A 轉(zhuǎn)換器：用來實(shí)現(xiàn)與 A/D 轉(zhuǎn)換相反的過程，實(shí)現(xiàn)數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬量，從而達(dá)到譯碼最基本的要求，也就是最起碼的步驟。瞬時擴(kuò)張器：實(shí)現(xiàn)與瞬時壓縮器相反的功能，由于采用 A 律壓縮，擴(kuò)張也必須采用 A 律瞬時擴(kuò)張器。 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(jìn)行幅度及相位的補(bǔ)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。 2 M 文件仿真程序如下：clear。t = ::。 %該參數(shù)用于畫原信號圖形f = sin(3*pi*90*t)+cos(3*pi*37*t)。%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(shè)置plot(t, f)。 %畫出采原函數(shù)序列圖title(39。原信號39。)。xlabel(39。時
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