【正文】 ） 是學生 在導師 的指導下獨立完成， 凡涉及其他作者的觀點和材料，均作了注釋，如出現抄襲及侵犯他人知識產權的情況， 愿按學校有關規(guī)定接受處理，并承擔相應責任。 學校有權保留并向上級有關部門送交本畢業(yè)論文 (設計 )的復印件和磁盤。 1 中文提要 本設計主要內容是使用 MATLAB 模擬仿真語音信號的 PCM 編譯碼?，F在的數字傳輸系統(tǒng)都是采用脈沖編碼調制（ PCM） 體系 ， 是 一種對連續(xù)變化的模擬信號進行抽樣、 量化 和編碼產生數字信號。 在本設計中，采用 A 率 13 折線法對已抽樣在時間上離散的模擬信號進行量化，然后使用自定義的編碼函數和譯碼函數對量化電平進行編譯碼，后經過濾波器得到還原的模擬信號， 完成 語音信號 PCM 編譯碼 系統(tǒng)。 A law。 MATLAB 是一種 用于 算法開發(fā)， 數據可視化 、數據分析 以及數值計算的高級技術計算語言和交互式環(huán)境 。 MATLAB 還有 為數眾多的附加工具箱，以使 MATLAB 適合 不同領域的應用，例如圖像處理、 信號處理 與通信等。 在本設計中，主要是應用 Simulink搭建系統(tǒng)， 用 MATLAB編寫 編碼函數和譯碼函數 。是一種模擬信號的數字化方法。 抽樣， 就是按照一定的規(guī)律從模擬信號中獲取一定數量的取樣信號。 量化，就是把抽取出來的取樣信號按一定規(guī)律使之在信號幅值上離散。 本設計中采用非均勻量化中的 A 率 13 折線法進行量化。此二進制碼有兩種形式：自然二進制碼， 折疊二進制 碼。而在語音傳輸中， 語音信號 出現小電壓的概率大，故 本設計中使用折疊二進制碼進行編碼。通常是等間隔地抽取信號瞬時幅度值， 獲得 在時間上離散的模擬信號。 但 實際上， 使用 周期性窄脈沖代替沖激脈沖與模擬信號相乘。 該條件 就是滿足抽樣定理。 也就是說恢復原信號的條件是： ???? ≥ 2???? 即抽樣頻率 ????應不小于 ????的 2倍。與此相對應的最大抽樣間隔稱為奈奎斯特間隔。為了將該模擬信號變?yōu)閿底中盘?，需要通過一定的處理，使其在幅值上離散。 在不同的需求下， 量化 的方法不同。 均勻量化 均勻量化是指，將模擬信號取樣值的取值范圍等間隔地劃分為若干個區(qū)間， 每個區(qū)間 對應一個量化電平。 每個 區(qū)間取不同的量化電平值。 非均勻量化 在非均勻量化時， 量化 間隔隨信號取樣值得不同而變化的。(??為比例常數 ) 但是由于此公式在 x = 0時， y = ?∞ 。 國際電信聯(lián)盟 (International Telemunication Union, ITU)制訂了 兩種建議： A壓縮率和μ壓縮率， 以及 相應的近似算法： 13 折線法和 15 折線法。 A 壓縮率是指符合下式的對數壓縮規(guī)律： y = {Ax1+ ?????? , 0 x ≤ 1??1+????????1 +?????? ,1?? ≤ x ≤ 1 式中： x為壓縮器歸一化輸入電壓， y為壓縮器歸一化輸出電壓， A為常數， 它 決定壓縮程度。 下面表格是 A率 (其中 A=)與 13 折線法的比較： 表 1： A壓縮率 (A=)與 13折線法的比較 I 8 7 6 5 4 3 2 1 0 A率的 x值 0 1/128 1/ 1/ 1/ 1/ 1/ 1 13折線法的x = 1 2??? 0 1/128 1/64 1/32 1/16 1/8 1/4 1/2 1 由上表可知， 13 折線法與 A= 時的 A 率十分接近。最常用的編碼是將其轉化為二進制信號，也就是所謂的脈沖編碼調制（ Pulse Code Modulation， PCM） 。后者可用于雙極性電壓編碼， 而且 較前者在小電壓處誤碼影響更小。 在這里， 將 采用 十三折線法、折疊二進制碼。然后每段都均勻量化，且每段 16 個 量化間隔 。第一位 c1表示量化值 的 極性正負 （即符號位） ，第二位至第四位即 c2??3??4用于表示所在段 4 落號（ 即 段落碼）， 后面 四位 c5??6??7??8表示 所 在段落的 16 個 量化電平（ 即 段內碼） ： 表 2：段落碼、段內碼的確定 段落碼 段內碼 段落序號 段落碼 c2??3??4 段落范圍 量化間隔 段內碼 c5??6??7??8 量化間隔 段內碼 c5??6??7??8 8 111 [1024,2048) 15 1111 7 0111 7 110 [512,1024) 14 1110 6 0110 6 101 [256,512) 13 1101 5 0101 5 100 [128,256) 12 1100 4 0100 4 011 [64,128) 11 1011 3 0011 3 010 [32,64) 10 1010 2 0010 2 001 [16,32) 9 1001 1 0001 1 000 [0,16) 8 1000 0 0000 譯碼 (Decoding) 經過 以上 步驟， 原模擬 信號 已經 處理成二進制信號，每個量化電壓都轉換為 8位二進制碼。其步驟正好與編碼相反。其中信號處理模塊分為四個小模塊： 抽樣 、 量化 、 編碼 、 譯碼 。 第 一 部分 是輸出圖， 包含 原始信號、 濾波器輸出信號 。 圖 6：顯示模塊 8 PCM 編碼模塊 設計 此模塊是由 自定義的 函數構成。 下面介紹具體方法。那么就可以得到 量化電壓 9 u 所對應的 PCM 碼 。 %% 輸入 u 為 量化后的電壓， y 為 量化電壓 u 所對應 的 PCM 碼 function y = PCMCode(u) %% 獲取 符號位 signCode if u0 signCode = 1。 end u =