A律PCM编码系统设计与仿真通信原理报告.doc

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1、通信原理课程设计报告题目：A律PCM编码系统设计与仿真姓名：学院：专业：指导教师：完成日期：2012年1月7日17专业课程设计任务书指导单位：自动化工程学院指导教师：专业和班级：学生姓名：设计题目：A律PCM编码系统设计与仿真主要技术指标：1.输入信号：s(t)=Asin(2πft+θ);2.输入信号幅值：A=-70~0dB;3.输入信号频率：f=4Hz;4.抽样频率：fs=100Hz;要求完成项目：1.了解A律13折线近似与PCM编解码原理；2.画出信号原始波形和PCM编码、译码后的波形；3.画出不同幅度A下，PCM译码后的量化信噪比；4.与均匀量化的线性编码比较分析；要求完成时间：20

2、12年1月9日17目录目录2摘要3第一章基本原理41.1脉冲编码调制（PCM）：41.2A律PCM编码规则：41.2.1A律压缩律原理：41.2.213折线近似的原理41.2.3PCM编码规则5第二章系统设计72.1.实验意义72.2.课程设计要求72.3总体系统设计框图7第三章程序块流程设计与检验83.1A律PCM编码模块83.1.1A律PCM编码规则：83.1.2PCM编码流程83.2.A律PCM译码模块93.3.均匀量化编码模块10第四章程序测试114.1连接全程序114.2图形显示和噪声性能比较11第五章总结135.1心得体会135.2意见和建议13附录：14参考文献1417摘要数

3、字脉冲编码调制（PCM）是目前模拟信号数字化的基本方法，将时间离散的抽样值序列经量化、编码变换为二进制数字序列。量化是对抽样值的取值离散，根据量化间隔的不同选取分为均匀量化和非均匀量化，非均匀量化可以有效地改善信号的量化信噪比。语音信号的量化常采用ITU建议的对数特性的A律（中国和欧洲）和μ律（北美和日本）压缩的非均匀量化，为了便于采用数字电路实现量化，通常采用13折线和15折线近似代替A律和μ律。17第一章基本原理1.1脉冲编码调制（PCM）：脉冲编码调制（PulseCodeModulation），是对信号进行抽样和量化时，将所得的量化值序列进行编码，变换为数字信号的调制过程。它主要经过

4、3个过程：抽样、量化和编码。抽样过程将连续时间模拟信号变为离散时间、连续幅度的抽样信号，量化过程将抽样信号变为离散时间、离散幅度的数字信号，编码过程将量化后的信号编码成为一个二进制码组输出。1.2A律PCM编码规则：1.2.1A律压缩律原理：理想对数压缩：需对的小信号段进行修正图1.对数压缩特性曲线A律修正思想：(1).过原点做的切线，切点b;(2).切线ob段+曲线bc——A律压缩曲线。A压缩律是指符合下式的对数压缩规律：式中，x为压缩器归一化输入电压；y为压缩器归一化输出电压；A为常数，决定压缩程度。A压缩律中的常数A不同，则压缩曲线的形状也不同，它将特别影响小电压时的信号量噪比的大小

5、，在实用中，选择A等于87.6。1.2.213折线近似的原理17A律压缩表示式是一条连续的平滑曲线，用电子线路很难准确的实现。现在由于数字电路技术的发展，这种特性很容易用数字电路来近似实现，13折线特性就是近似于A压缩律的特性，其曲线见图2.图2.13折线压缩特性曲线图中横坐标x在0~1区间中分为不均匀的8段。~1间的线段称为第8段；~间的线段称为第7段；~间的线段称为第6段；依此类推，直到0~间的线段称为第1段。图中纵坐标y则均匀的划分为8段。将这8段相应的坐标点（x,y）相连，就得到了一条折线。1.2.3PCM编码规则输入信号x进行A律压缩，取A=87.6.采用13折线近似，在第一象限

6、，输出x端点对应：x=（），图形表示如图1.在13折线法中采用的折叠码有8位。其中第一位C1表示量化值的极性正负。后面的7位分为段落码和段内码两部分，用于表示量化值的绝对值。其中第2~4位（C2~C4）是段落码，共计3位，可以表示8种斜率的段落；其他4位（C5~C8）为段内码，可以表示每一段落内的16种量化电平。段内码代表的16个量化电平是均匀划分的。所以，这7位码总共能表示128种量化值。17图3.A律曲线与13折线近似17第二章系统设计2.1.实验意义本课程设计试图通过亲自完成均匀量化和非均匀量化的编码、译码的整体设计，加深对PCM编码的原理的理解，提高系统编程、系统测试以及系统分析的

7、能力。2.2.课程设计要求(1).根据技术指标，理解PCM脉冲编码的原理；(2).根据技术指标，实现各模块的程序代码；(3).连接各模块，运行出系统中的抽样信号和量化信号；(4).测试分析均匀量化和非均匀量化的噪声性能；(5).对测试结果进行分析讨论；2.3总体系统设计框图图4.A律PCM编解码的系统框图17第三章程序块流程设计与检验3.1A律PCM编码模块3.1.1A律PCM编码规则：在13折线法中采用的折叠码有8位。