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《通信原理--13折线pcm量化编码解码》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、程序用matlab实现，全都运行过，完美实现PCM功能班级_______通信原理大作业--抽样量化编码译码的Matlab实现学院电子工程学院学号********学生姓名***授课老师***一、前言通信系统的信源有两大类：模拟信号和数字信号。例如：话筒输出的语音信号属于模拟信号；而文字、计算机数据属于数字信号。数字信号相比于模拟信号有抗干扰能力强、无噪声积累的优点。因此，若输入是模拟信号，则在数字通信系统的信源编码部分需对输入模拟信号进行数字化。数字化需要三个步骤：抽样、量化和编码。抽样是指用每隔一
2、定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的信号，也就是在时间上将模拟信号离散化。量化是用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值。编码则是按照一定的规律，把量化后的值用二进制数字表示，然后转换成二值或多值的数字信号流。三个步骤如下图所示：抽样信号抽样信号量化信号t011011011100100100100编码信号二、模拟信号的抽样（1）低通模拟信号的抽样原理抽样定理：设一个连续模拟信号m(t)中的最高频率<，则以间隔时间为T≤的周期性冲激脉冲对它
3、抽样时，m(t)将被这些抽样值所完全确定。下面对这个定理进行证明。设有一个最高频率小于的信号m(t)。将这个信号和周期性单位冲激脉冲相乘，乘积就是抽样信号，它是一系列间隔为T秒的强度不等的冲激脉冲。这些冲激脉冲的强度等于相应时刻上信号的抽样值。现用表示此抽样信号序列。故有令M(f)、和分别表示m(t)、和的频谱。计算可得：上式表明，抽样信号的频谱是无数间隔频率为的原信号频谱M(f)相叠加而成。m(t)、和的时域和频域波形如下图所示：信号m(t)的最高频率小于，若频率间隔，则中包含的每个原信号频谱M
4、(f)之间互不重叠。这样就能够从中用一个低通滤波器分离出m(t)的频谱M(f)，也就是能从抽样信号中恢复原信号。（1）模拟信号抽样的Matlab实现及采样定理的验证（a）编程思想令输入的模拟信号m（t）=，由已学知识可知：m（t）的最高频率=200Hz，由抽样定理知：当采样频率（采样周期小于1/400s）时，抽样信号可以完全确定原信号。由傅里叶变换知识得：模拟信号m（t）=的频谱=。分别令采样频率，绘制出两种情况下各自抽样信号的频谱，与原模拟信号的频谱进行比较。若只有当采样频率大于400Hz时，抽
5、样信号的频谱才与原模拟信号相同，则可以验证采样定理的正确性。（b）Matlab输出波形图（c）结论由上图可知：当采样频率小于2时，抽样信号的频谱发生了混叠。而采样频率大于2时，抽样信号的频谱与原模拟信号频谱相同。（d）Matlab源代码%sampling.m对模拟信号采样产生序列信号，并验证采样定理t=0:0.001:1;%模拟信号时域和频域波形x=2.5+3.*sin(200*2*pi*t)+2.*cos(70*2*pi*t);figure(1)subplot(2,1,1)plot(t,x);t
6、itle('模拟信号时域波形')fs=linspace(-1000/2,1000/2,length(t));xf=fftshift(fft(x));subplot(2,1,2)plot(fs,abs(xf))%可知，信号最大频率200Hztitle('模拟信号频域波形')T=0.009;%不满足采样定理，采样周期大于1/400n=0:1:1/T;xn=2.5+3.*sin(200*2*pi*n*T)+2.*cos(70*2*pi*n*T);figure(2)subplot(2,1,1)stem(n
7、,xn)title('采样序列时域（不符合采样定理）')fns=linspace(-0.5/T,0.5/T,length(n));xnf=fftshift(fft(xn));subplot(2,1,2)plot(fns,abs(xnf))title('采样序列频域（不符合采样定理）')T=0.0013;%满足采样定理，采样周期小于1/400n=0:1:1/T;xn=2.5+3.*sin(200*2*pi*n*T)+2.*cos(70*2*pi*n*T);figure(3)subplot(2,1,1
8、)stem(n,xn)title('采样序列时域（符合采样定理）')fns=linspace(-0.5/T,0.5/T,length(n));xnf=fftshift(fft(xn));subplot(2,1,2)plot(fns,abs(xnf))title('采样序列频域（符合采样定理）')三、抽样信号的非均匀量化编码（13折线法）（1）脉冲编码调制简介模拟信号抽样后变成时间离散的信号，经过量化后，此抽样信号才能成为数字信号。分析可知：最简单的均匀量化器对于小输入信号很不利。为
