基于matlab的脈沖編碼調(diào)制(pcm)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真課程設(shè)計(jì)任務(wù)書-資料下載頁
2024-11-10 03:35本頁面
【導(dǎo)讀】實(shí)現(xiàn)脈沖編碼調(diào)制技術(shù)的三個過程:采樣、量化與編碼。模擬信號的最高頻率限制在4KHZ以內(nèi);分別實(shí)現(xiàn)64級電平的均勻量化和壓縮率的非均勻量化;按照13折線A律特性編成8位碼。第1,2天:分析題目,方案設(shè)計(jì);第3,4,5天:軟件設(shè)計(jì);第6,7天:系統(tǒng)仿真;第8天:答辯,完成設(shè)計(jì)說明書。課題中主要分為三部。線非均勻量化的量化性能及其差異。1937年,英國人里費(fèi)提出了脈沖編碼調(diào)制方式。PCM系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:抗干擾性強(qiáng);失真小;傳輸特性穩(wěn)定,遠(yuǎn)距離。信系統(tǒng)的有效性、可靠性和保密性。另外,由于PCM可以把各種消息(聲音、圖像、較好地適應(yīng)信息化社會對通信的要求。PCM的缺點(diǎn)是傳輸帶寬寬、系統(tǒng)較復(fù)雜。MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和。測試和測量、財(cái)務(wù)建模和分析以及計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。工具箱;實(shí)用的程序接口和發(fā)布平臺;應(yīng)用軟件開發(fā)。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
【正文】 yi1+loga*xi/1+loga。 end else ifxit yia*xi/1+loga。 else yi1+loga*xi/1+loga。 end end end 仿真結(jié)果 : 圖 A 律量化波形 PCM A 律 13折線編碼的 MATLAB 實(shí)現(xiàn) PCM 均勻量化的 MATLAB 程序設(shè)計(jì)按如下步驟進(jìn)行 : (1)確定輸入模擬信號 。 (2)根據(jù)給均勻量化的原理確定非均勻量化的算法程序 。 (3)將上述編碼的十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化成 8位二進(jìn)制數(shù)。 PCM 抽樣的 MATLAB 實(shí)現(xiàn)源程序如下 : function a_13code t0::。 ysin8000*pi*t zline13y cpcmcodez function yline13x xx/x。 zsignx。 xabsx。 for i1:lengthx ifxi0amp。xi1/64 yi16*xi。 else ifxi1/64amp。xi1/32 yi8*xi+1/8。 else ifxi1/32amp。xi1/16 yi4*xi+2/8。 else ifxi1/16amp。xi1/8 yi2*xi+3/8。 else ifxi1/8amp。xi1/4 yixi+4/8。 else ifxi1/4amp。xi1/2 yi1/2*xi+5/8。 else ifxi1/2amp。xi1 yi1/4*xi+6/8。 end end end end end end end end yz.*y。 function fpcmcodey fzeroslengthy,8。 zsigny。 yy.*128。 yfixy。 yabsy。 for i1:lengthy ifyi128 。 end end for i1:lengthy for j6:1:0 fi,8jfixyi/2^j。 yimodyi,2^j。 end end for i1:lengthy。 ifzi1 fi,10。 else fi,11。 end end 程序運(yùn)行結(jié)果 : a_13code y Columns 1 through 7 0 Columns 8 through 11 z Columns 1 through 7 0 Columns 8 through 11 c 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 5結(jié)果分析及總結(jié) 根據(jù)仿真的波形圖和輸出地量化、編碼值可以得到以下結(jié)論 : 當(dāng)抽樣頻率大于或等于輸入連續(xù)信號的頻率 2 倍時 ,就可以無失真恢復(fù)原始信號 。當(dāng)不滿足上述條件時就會出現(xiàn)頻率混疊失真 ,不能恢復(fù)原始信號。 均勻量化輸出波形圖清晰地顯示 處均勻量化的特征 ,每個量階都是均勻分布的 ,每個間隔都是相等的。由于量化級數(shù)是 64,所以從圖中看到的結(jié)果不是那么明顯 ,和輸入波形相比幾乎沒什么變化。 將 A律非均勻量化的結(jié)果和 A 律 13折線近似量化進(jìn)行比較 ,兩者壓縮特性很接近。 13 折線輸出的碼組序列也符合要求。 通過本次課程設(shè)計(jì) ,我較系統(tǒng)地掌握有關(guān) PCM 脈沖編碼調(diào)制的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法 ,主要對 MATLAB 的仿真方法 ,開發(fā)環(huán)境等有了一定的了解并對其進(jìn)行測試和加以應(yīng)用的知識得到學(xué)習(xí)。掌握了用程序?qū)π盘栠M(jìn)行分析的基本方法 ,并畫出波形圖。以前對 PCM 編碼的方 法只是在理論上 ,經(jīng)過這次課設(shè) ,加深了對 PCM編碼的基本原理理解 ,并對其在實(shí)際中的應(yīng)用有了一定了解。通過這次課設(shè)我認(rèn)識到在以后的學(xué)習(xí)中 ,不僅要有刻苦鉆研的精神 ,還要有創(chuàng)新精神 ,對自己感興趣的一定要用心去學(xué)。 而在本次課程設(shè)計(jì)在剛開始時 ,由于對 MATLAB 的應(yīng)用不太熟 ,覺得做起來有些棘手 ,當(dāng)發(fā)現(xiàn)可以用軟件仿真來實(shí)現(xiàn) PCM 的編碼過程后 ,我便去圖書館查閱了相關(guān)書籍 ,進(jìn)一步熟悉了 MATLAB編程方法和 PCM的 MATLAB實(shí)現(xiàn)原理 ,這是我最終順利完成 PCM 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的前提。隨著設(shè)計(jì)的完成 ,我也逐漸掌握了 PCM 編碼的 工作原理及 PCM 系統(tǒng)的工作過程 ,通過應(yīng)用軟件仿真來實(shí)現(xiàn)各種通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ,進(jìn)一步地 ,可以完成硬件上的實(shí)現(xiàn) ,以增強(qiáng)動手能力和學(xué)業(yè)技能。 總體來說 ,這次課程設(shè)計(jì)使我受益匪淺。在摸索該如何設(shè)計(jì) PCM 系統(tǒng)使之實(shí)現(xiàn)所需功能的過程中 ,不僅體驗(yàn)到了動手的樂趣 ,而且培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì)思維 ,增加了實(shí)際操作能力。在讓我體會到設(shè)計(jì)艱辛的同時 ,更讓我體會到了成功的喜悅。今后 ,我要更加嚴(yán)格要求自己 ,主動尋找通信專業(yè)方面進(jìn)行軟件仿真及硬件設(shè)計(jì)的機(jī)會 ,通過實(shí)踐逐步提升自己的專業(yè)技術(shù)水平 ,為今后發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) [1] 樊昌信 曹麗娜 ,《通信原理第六版》 ,國防工業(yè)出版社 ,2020 [2] 周開利 ,《鄧春暉主編 MATLAB 基礎(chǔ)及其應(yīng)用教程》 ,北京大學(xué)出版社 ,2020 [3] 董振海 ,《精通 MATLAB 7 編程與數(shù)據(jù)庫應(yīng)用》 ,電子工業(yè)出版社 ,2020 [4] 陳懷琛 ,《 MATLAB 在電子信息課程中的應(yīng)用 (第二版 )》 ,電子工業(yè)出版社 ,2020 [5] 張德豐主編 ,《 MATLAB 通信工程仿真》 ,機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020 本科生課程設(shè)計(jì)成績評定表 姓 名性 別 男 專業(yè)班級 題 目 : 脈沖編碼調(diào)制 (PCM)的實(shí)現(xiàn) 答辯或質(zhì)疑記錄 : PCM 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ?有沒有其他方法 ? 答 :本次設(shè)計(jì)我利用 MATLAB 編程實(shí)現(xiàn)了 PCM,根據(jù) PCM 采樣、量化、編碼原理 ,將各模塊功能寫成子函數(shù)形式 ,在主函數(shù)中對其進(jìn)行調(diào)用。其他方法有 :用MATLAB 的 simulink 仿真 ,用電路仿真軟件如 Multisim 進(jìn)行仿真等。 :非均勻量化與均勻量化相比的優(yōu)點(diǎn)是什么 ? 答 :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 。其次 ,非均勻量化時 ,量化噪聲功率的均方根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信號量噪比。 :對于 PCM 的采樣你是怎么進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證的 ? 答 :根據(jù)設(shè)計(jì)要求 ,模擬信號的頻率要在 4KHz 以內(nèi) ,我選取 200/2∏ Hz。然后將正常抽樣與有失真的抽樣進(jìn)行對比。根據(jù)抽樣定理 ,當(dāng)滿足 fs≥ 2fh 時 ,才能不失真的還原出原始信號。因此 ,我選用 200Hz 作為正常抽樣頻率 ,再用 100Hz 作為失真的抽樣頻率。對比兩者輸出波形便可得到符合抽樣定理的結(jié)論。 成績評定依據(jù) : 最終評定成績 (以優(yōu)、良、中、及格、不及格評定 ) 指導(dǎo)教師簽字 :__________________ 年 月 日
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