【文章內(nèi)容簡介】 沖編碼調(diào)制原理低通濾波 瞬時壓縮 抽 樣 量 化 編 碼低通濾波 瞬時擴張 解 調(diào) 解 碼信道再 生話音輸入話音輸出3 基于 SIMULINK 的 PCM 仿真 Simulink 是 MATLAB 提供的用于對動態(tài)系統(tǒng)進行建摸、仿真和分析的工具包。Simulink 提供了專門用于顯示輸出信號的模塊，可以在仿真過程中隨時觀察仿真結果。simulink 具有良好的交互界面，通過分析窗口和示波器模擬等方法，提供了一個可視的仿真過程，不僅在工程上得到應用，在教學領域也得到認可，尤其在信號分析、通信系統(tǒng)等領域。其可以實現(xiàn)復雜的模擬、數(shù)字及數(shù)?；旌想娐芳案鞣N速率系統(tǒng)。本文主要闡述了如何利用 simulink 實現(xiàn)脈沖編碼調(diào)制（PCM） 。系統(tǒng)的實現(xiàn)通過模塊分層實現(xiàn)，模塊主要由 PCM 編碼模塊、PCM 譯碼模塊、及邏輯時鐘控制信號構成。通過仿真設計電路，分析電路仿真結果，為最終硬件實現(xiàn)提供理論依據(jù)。在 MATLAB 工作區(qū)中輸入“Simulink”并回車，或單擊 MATLAB 工具欄上的 按鈕，就進入了 Simulink 模型庫。采用 Simulink 進行建摸和仿真時，一般是從 Simulink 模型庫中提供的模塊出發(fā)，通過組合各種模塊來完成模塊的設計。Simulink 模型庫提供了一種模塊的集成環(huán)境，通過它可以快速地開發(fā)各種仿真模型。 本課題用到 Source Coding（信源編碼模塊庫） ，其包含各種用于實現(xiàn)抽樣和量化功能的模塊。4第三章 采樣 抽樣所謂抽樣，就是對模擬信號進行周期性掃描，把時間上連續(xù)的信號變成時間上離散的信號。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。它的抽樣速率的下限是由抽樣定理確定的。它的抽樣速率的下限是由抽樣定理確定的。如果一個連續(xù)信號 f(t)的頻譜中最高頻率不超過 fh，當抽樣頻率 fS≥2fh 時，抽樣后的信號就包含原連續(xù)的全部信息。這就是抽樣定理。 采樣仿真 圖 321 采樣仿真 圖 322 采樣示波器參數(shù)設置通過示波器觀察欠采樣結果如圖所示，采樣周期為 1/8000。5 圖 323 采樣仿真圖 第一幅圖為輸入周期信號，第二幅圖為采樣信號，第三幅圖為采樣后的周期信號。y(t)就是對 f(t)采樣后的信號或稱樣值信號，可以用下式表示：y(t)=f(t)k(t)任何情況下，采樣都應該滿足采樣定理，即一個頻帶限制在（0，f H）赫內(nèi)的時間連續(xù)信號 m（t） ，如果以 T≤1/2fH 秒的間隔對它進行等間隔采樣，則 m（t ）將被所得到的采樣值完全確定。6第四章 量 化 量化原理抽樣信號雖然是時間軸上離散的信號，但仍然是模擬信號，其樣值在一定的取值范圍內(nèi)，可有無限個值。為了實現(xiàn)以數(shù)字碼表示樣值，必須采用“四舍五入”的方法把樣值分級“取整” ，使一定取值范圍內(nèi)的樣值由無限多個值變?yōu)橛邢迋€值。這一過程稱為量化。模擬信號的量化分為均勻量化和非均勻量化。實際中，往往采用非均勻量化。在非均勻量化時，量化間隔是隨信號抽樣值的不同而變化的。信號抽樣值小時，其量化間隔 也??；反之，量化間隔就大。v? 圖 411 模擬信號的量化 模擬信號的量化分為均勻量化和非均勻量化。由于均勻量化存在的主要缺點是：無論抽樣值大小如何，量化噪聲的均方根值都固定不變。因此，當信號較小時，則信號量化噪聲功率比也就很小，這樣，對于弱信號時的量化信()mt噪比就難以達到給定的要求。通常，把滿足信噪比要求的輸入信號取值范圍定義為動態(tài)范圍，可見，均勻量化時的信號動態(tài)范圍將受到較大的限制。為了克服這個缺點，實際中，往往采用非均勻量化。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。對于信號取值小的區(qū)間，其量化間隔 也??；反之，量化間隔就大。它與均勻量化相比，有兩個v?突出的優(yōu)點。首先，當輸入量化器的信號具有非均勻分布的概率密度（實際中常常是這樣）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。量化則是將取值連續(xù)的采樣變成取值離散的采樣實際中，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。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，??7因此，PCM 編碼方式采用的也是 A 壓縮律。 量化仿真 圖 421 量化仿真圖量化過程是由采樣量化編碼器（Scalar quantizer）來完成的。如圖所示，為一個采樣量化編碼器模塊。它有三個輸出端口，第一個輸出端口輸出均勻量化，第二個輸出端口輸出信號的非均勻量化，第三個輸出端口輸出 A 壓縮律量化。采樣量化編碼器模塊及其參數(shù)設置對話框如下圖所示：圖 422 均勻量化參數(shù)圖 423 非均勻量化參數(shù) 圖 424 A 律量化參數(shù)8 425 量化仿真圖 根據(jù)以上參數(shù)得出仿真圖形如上圖所示，第一幅圖為均勻量化仿真圖，第二幅圖為輸入的正弦信號，第三幅圖為非均勻量化仿真圖，第一幅圖為 A 律量化仿真圖。當均勻量化時，每個量化區(qū)間的量化電平均取在各區(qū)間的中點，其量化間隔（量化臺階） △v 取決于輸入信號的變化范圍和量化電平數(shù)。當信號的變化范圍和量化電平數(shù)確定后，量化間隔也被確定。假如輸入信號的最小值和最大值分別用 a 和 b 表示，量化電平數(shù)為 M，那么，均勻量化時的量化間隔為： bav???量化器輸出 mq 為：mq =