PCM编码译码设计

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1、现代通信原理课程设计报告设计题目：PCM编码及译码专业班级：学号：姓名：任课教师：设计时间：PCM编码及译码一、设计任务与要求设输入信号为，对信号进行抽样、量化和A律PCM编码，经过传输后，接收端进行PCM译码。画出经过PCM编码、译码后的波形与未编码波形；设信道没有误码，画出不同幅度Ac情况下，PCM译码后的量化信噪比；二、设计任务分析基本模型：采用MATLAB仿真，基本框型图如下：抽样：对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。该模拟信号经过抽样后包含原信号所有信息，也就能够无失真的回复模拟信号。在某些选定的时刻抽取连续时间信号在各该时刻的值。数字计算机所处

2、理的信号必须是离散时间信号。在涉及连续时间信号时，就必须先以适当的频度从中抽取其在各时刻的数值，形成相应的离散时间信号，然后进行处理。A律压缩用13段折线逼近A=87.6的A律压缩特性x轴：0~1内不均匀分成8段,每次以1/2对分（即按2的幂次分段）y轴：0~1内等分成8段,每段间隔均为1/8x,y各交点连接构成8段折线，斜率不同量化：用有限的电平来表示抽样值的过程（从而可进一步编码），且电平间隔大于噪声，则可准确恢复样值。把取值连续的信号变成取值离散的信号,引入失真，即量化误差。在数字信号处理领域，量化指将信号的连续取值（或者大量可能的离散取值）近似为有限多个（或较少的）离散值的过程。量化

3、主要应用于从连续信号到数字信号的转换中。连续信号经过采样成为离散信号，离散信号经过量化即成为数字信号。注意离散信号通常情况下并不需要经过量化的过程，但可能在值域上并不离散，还是需要经过量化的过程 。信号的采样和量化通常都是由ADC实现的。量化方法（段落非均匀量化，段内均匀量化）8位量化共28=256量化级，正/负各128；每段再均匀划分16个量化级；各段量化间隔不同。第8段最大1/32(2-5)；第1,2段最小1/2048(2-11)；为避免分数，令x,y的归一化值为2048(211)量化单位D，可写出A律13折线的参数。将想x（t）作为输入信号，进行抽样量化，A律压缩编码，x(t)即坐标横

4、轴，可使用13折线方法，逼近A取87.6的A律压缩曲线，y轴即为PCM压缩编码。量化信噪比：PCM的概念:脉冲编码调制就是把一个时间连续，取值连续的模拟信号变换成时间离散，取值离散的数字信号后在信道中传输。脉冲编码调制就是对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化，编码的过程。抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号，抽样必须遵循奈奎斯特抽样定理。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。抽样速率采用8KHZ。量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用

5、最接近的电平值来表示,通常是用二进制表示。量化误差：量化后的信号和抽样信号的差值。量化误差在接收端表现为噪声，称为量化噪声。量化级数越多误差越小，相应的二进制码位数越多，要求传输速率越高，频带越宽。为使量化噪声尽可能小而所需码位数又不太多，通常采用非均匀量化的方法进行量化。非均匀量化根据幅度的不同区间来确定量化间隔，幅度小的区间量化间隔取得小，幅度大的区间量化间隔取得大。一个模拟信号经过抽样量化后，得到已量化的脉冲幅度调制信号，它仅为有限个数值。编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。然而，实际上量化是在编码过程中同时完成的，故编码过程也称为模/数变换，可记作A/D。话音信

6、号先经防混叠低通滤波器，进行脉冲抽样，变成8KHz重复频率的抽样信号（即离散的脉冲调幅PAM信号），然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”办法量化为有限个幅度取值的信号，再经编码后转换成二进制码。对于电话，CCITT规定抽样率为8KHz，每抽样值编8位码，即共有2∧8=256个量化值，因而每话路PCM编码后的标准数码率是64kb/s。为解决均匀量化时小信号量化误差大，音质差的问题，在实际中采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法，即量化特性在小信号时分层密，量化间隔小，而在大信号时分层疏，量化间隔大。三、设计结果和分析在MATLAB上进行仿真后，所得的结果如下：未编码的信号与经过PCM编码波

7、形对比：未编码的正弦信号经A律PCM编译码后的量化信噪比：总结分析：在仿真的过程中，多次观察实验结果，得出结论，通过MATLAB所设计的程序，成功的实现了将不同幅度的模拟正弦信号，进行采样、量化、A律PCM编码、译码，最后得到译码的信号，计算量化信噪比，绘制量化信噪比曲线，并比较未编码与经过A律PCM编译码后得到的信号，发现两个波形大致相同且得到的量化噪声比曲线与理论上的曲线也大致一致。在实验过程中，多次因为