基于matlab的脈沖編碼調(diào)制(pcm)系統(tǒng)設(shè)計與仿真課程設(shè)計任務(wù)書-資料下載頁
2024-11-10 03:35本頁面
【導(dǎo)讀】實現(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;第3,4,5天:軟件設(shè)計;第6,7天:系統(tǒng)仿真;第8天:答辯,完成設(shè)計說明書。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,英國人里費提出了脈沖編碼調(diào)制方式。PCM系統(tǒng)的優(yōu)點是:抗干擾性強;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)行矩陣運算、繪制函數(shù)和。測試和測量、財務(wù)建模和分析以及計算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。工具箱;實用的程序接口和發(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 實現(xiàn) PCM 均勻量化的 MATLAB 程序設(shè)計按如下步驟進(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 ,我較系統(tǒng)地掌握有關(guān) PCM 脈沖編碼調(diào)制的設(shè)計思想和設(shè)計方法 ,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實現(xiàn)原理 ,這是我最終順利完成 PCM 系統(tǒng)設(shè)計的前提。隨著設(shè)計的完成 ,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)用軟件仿真來實現(xiàn)各種通信系統(tǒng)的設(shè)計 ,進(jìn)一步地 ,可以完成硬件上的實現(xiàn) ,以增強動手能力和學(xué)業(yè)技能。 總體來說 ,這次課程設(shè)計使我受益匪淺。在摸索該如何設(shè)計 PCM 系統(tǒng)使之實現(xiàn)所需功能的過程中 ,不僅體驗到了動手的樂趣 ,而且培養(yǎng)了我的設(shè)計思維 ,增加了實際操作能力。在讓我體會到設(shè)計艱辛的同時 ,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)計的機(jī)會 ,通過實踐逐步提升自己的專業(yè)技術(shù)水平 ,為今后發(fā)展奠定堅實的基礎(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)的實現(xiàn) 答辯或質(zhì)疑記錄 : PCM 系統(tǒng)的設(shè)計 ?有沒有其他方法 ? 答 :本次設(shè)計我利用 MATLAB 編程實現(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)計驗證的 ? 答 :根據(jù)設(shè)計要求 ,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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