毕业论文基于fpga的adpcm编码器设计说明书

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1、编号：EDA技术与VerilogHDL设计报告题目：基于FPGA的ADPCM语音编码器设计院（系）：电子工程与自动化学院专业：模式识别与智能系统学生姓名：余庆学号：102081501同作者：杨宏光指导教师：潘明职称：副教授题目类型：理论研究实验研究ü工程设计工程技术研究软件开发2011年11月29日摘要本文介绍了自适应差分脉冲编码调制技术ADPCM的编码原理和结构，以及脉冲宽度调制技术PCM的原理，利用硬件描述语言设计并仿真了ADPCM编码器及相关电路，以完成语音的编码功能。ADPCM算法有4:1压缩率，将16bit声音波形数据的压缩方法，但

2、抗噪音和实时性比较差，而利用FPGA具有很好的可配置型，硬件处理速度快等优点，便可以得到较好的编码效果。关键字：自适应差分脉冲编码；ADPCM的编码；脉冲宽度调制技术；51AbstractInthispaper,theprincipleoftheencoderofAdaptiveDifferentialPulseCodeModulation(ADPCM)andPulseCodeModulation(PCM)areintroduced.AndweusedhardwaredescriptionlanguagetodesigncircuitofAD

3、PCMencoderandsimulatethecircuitinordertoachievethefunctionofvoiceencode.TheADPCMalgorithmhasacompressionratioof4:1,butitisweakinanti-noiseandinstantaneity.BecauseoftheconfigurationofFPGAiswelladaptedandalsotheprocessrateofthehardwareisquick,soweimprovedtheencoderinthebasico

4、fearlyversion.Keywords:FPGA;ADPCM;adaptivepredication;adaptivequantization;51目录1引言52ADPCM和PCM原理72.1差分PCM72.1.1脉冲编码调制PCM72.1.2差分脉冲编码调制（DPCM）82.2自适应差值脉码调制（ADPCM）112.2.1ADPCM编码原理112.2.2ADPCM解码原理122.2.3ADPCM在通信系统中的应用123FPGA原理及其相关工具软件的介绍143.1FPGA开发过程与应用143.1.1FPGA发展历程及现状143.1.2F

5、PGA工作原理143.1.3FPGA开发流程153.2QuartusII软件153.3Simulink软件173.3.1代码仿真173.3.2门级仿真和时序仿真173.3.3testbench编写174实验步骤及仿真调试结果194.1时钟模块194.28位非线性码转换12均匀模块234.34位ADPCM码输出模块264.4testbench模块324.5仿真结果355结论35谢辞36参考文献37511引言语音是语音信息的声学表现，是人们用来传递信息和交流感情最方便、最有效、最熟悉的手段。在数字通信技术投入使用前，语音信息始终采用传统的模拟传输

6、方式进行传输和存储。近年来多媒体技术正逐渐融入到人们的生活中，而其中的语音编码技术就是最基本的技术之一。语音编码就是将模拟语音信号数字化，语音信号的数字化表示具有许多优点，但是如果对语音信号直接采用A/D转换技术进行编码，则传输或者存储的语音量太大，因此为了降低传输速率和存储容量，就必须对其进行压缩编码，还原时以压缩相反的算法进行解码，再经过数模转换转换成相似的模拟语音信号。第一台语音编码器诞生在60多年前，当时是为军用电话的话音加密而研制的。从那时起到20世纪70年代，它一直被用于军事通信中。在最近30年，特别是在国际电信联盟公布了采用脉冲

7、编码调制方式的ITU-TG.711标准后，语音编码得到了迅速发展，现在它被广泛用于DAB（数字音频广播）、单路单载波卫星和海事卫星通信、移动通信、电话会议、会议电视的伴音、数字插空设备和分组话音等领域。语音压缩编码，就是在给定的编码速率前提下，利用某种算法去掉冗余信息再编码，力求用最少的码字表示原来的语音信息，并保证编码后恢复的重构语音质量尽可能高。语音编码走出实验室，投入实际使用，主要归功于语音信号处理技术和数字信号处理等计算能力的迅速提高和超大规模集成电路的发展。由于存储容量的不断扩充，而其价格却不断下降，使语音编解码芯片的产品能迅速打开

8、市场，而应用的发展又促使研究人员不断研究出更为复杂的新算法，并形成了多项国际标准。迄今已有各种各样的语音编解码技术，而自适应脉冲差分编码调制是波形编码中非常有效的一