通原课程设计--pcm编码报告

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1、目录摘要11PCM编码原理21.1PCM系统结构21.2PCM调制原理21.2.1抽样21.2.2量化21.2.3编码51.3复接与解复接71.3.1时分复用概述71.3.2时分复用原理框图81.3.3解复用原理框图92仿真软件SystemView介绍103TP3067简介123.1TP3067内部结构图123.2TP3067引脚图123.3TP3067引脚功能介绍133.4TP3067功能说明144电路图185仿真图及仿真结果195.1仿真图195.1.1信号源195.1.2编码部分205.1.3译码部分215.2仿真结果225.2.1初始信号22

2、5.2.2输入信号225.2.3A律压缩信号225.2.4PCM码信号235.2.5A律解压信号235.2.6输出信号236实物制作247心得体会258参考文献26武汉理工大学《通信原理》课程设计说明书摘要SystemView仿真软件可以实现多层次的通信系统仿真。脉冲编码调制（PCM）是现代语音通信中数字化的重要编码方式。利用SystemView实现脉冲编码调制(PCM)仿真，可以为硬件电路实现提供理论依据。本次课程设计将通过仿真展示PCM编码实现的设计思路及具体过程，并加以进行分析。关键词:PCM脉冲编码通信系统SystemView26武汉理工大学

3、《通信原理》课程设计说明书1PCM编码原理1.1PCM系统结构PCM即脉冲编码调制，在通信系统中完成将语音信号数字化的功能，是把模拟信号数字化传输的基本方法之一。PCM的实现主要包括三个步骤：抽样、量化和编码。这三个步骤分别完成时间上离散、幅度上离散以及量化信号的二进制表示，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，然后在信道中进行传输。接收机将收到的数字信号经再生、译码、平滑后恢复出原始的模拟信号。其过程表示如图1.1。图1.1PCM通信过程原理1.2PCM调制原理1.2.1抽样所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把

4、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。1.2.2量化从数学上来看，量化就是把一个连续幅度值的无限数集合映射成一个离散幅度值的有限数集合。如图1.2.2-1所示，量化器Q输出L个量化值，k=1，2，3，…，L。常称为重建电平或量化电化器输入信号幅度落在与26武汉理工大学《通信原理》课程设计说明书平。当量化器输入信号幅度落在与之间时，量化器输出电平为。这个量化过程可以表达为：这里称为分层电平或判决阈值。通常称为量化间隔。模拟信号的量化分

5、为均匀量化和非均匀量化。由于均匀量化存在的主要缺点是：无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值都固定不变。因此，当信号较小时，则信号量化噪声功率比也就很小，这样，对于弱信号时的量化信噪比就难以达到给定的要求。通常，把满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为动态范围，可见，均匀量化时的信号动态范围将受到较大的限制。为了克服这个缺点，实际中，往往采用非均匀量化。非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号取值小的区间，其量化间隔也小；反之，量化间隔就大。它与均匀量化相比，有两个突出的优点。首先，当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度（实际中常

6、常是这样）时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；26武汉理工大学《通信原理》课程设计说明书其次，非均匀量化时，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪比。实际中，非均匀量化的实际方法通常是将抽样值通过压缩再进行均匀量化。通常使用的压缩器中，大多采用对数式压缩。广泛采用的两种对数压缩律是压缩律和A压缩律。美国采用压缩律，我国和欧洲各国均采用A压缩律，因此，PCM编码方式采用的也是A压缩律。所谓A压缩律也就是压缩器具有如下特性的压缩律：A律压扩特性是连续曲线

7、，A值不同压扩特性亦不同，在电路上实现这样的函数规律是相当复杂的。实际中，往往都采用近似于A律函数规律的13折线（A=87.6）的压扩特性。这样，它基本上保持了连续压扩特性曲线的优点，又便于用数字电路实现，本设计中所用到的PCM编码正是采用这种压扩特性来进行编码的。图1.2.2-2示出了这种压扩特性。26武汉理工大学《通信原理》课程设计说明书图1.2.2-213A律的量化特性曲线表1列出了13折线时的值与计算值的比较。表10101按折线分段时的01段落12345678斜率16168421表1中第二行的值是根据时计算得到的，第三行的值是13折线分段时的

8、值。可见，13折线各段落的分界点与曲线十分逼近，同时按2的幂次分割有利于数字化。1.2.3编码所谓编码就是把