东北大学电子信息系

《东北大学电子信息系》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、东北大学电子信息系综合课程设计脉冲编码调制（PCM）与解调的仿真专业名称通信工程班级学号学生姓名指导教师设计时间课程设计任务书专业：通信工程学号：学生姓名（签名）：设计题目：脉冲编码调制（PCM）与解调的仿真一、设计实验条件通信工程实验室二、设计任务及要求1.熟悉MATLAB环境下的Simulink仿真平台，熟悉PCM编码与解码原理，构建PCM编码与解码电路图；2.对模拟信号进行采样、量化、编码,将编码后的信号输入信道再进行PCM解码，还原出原信号.建立仿真模型,分析仿真波形；3.在编码与解码电路间加上噪声源，或者加入含有噪声源的信道，并给出仿真波形；4.独立完成

2、课程设计的全部内容，并按要求编写课程设计论文，并正确阐述和分析设计和实验结果。三、设计报告的内容1.设计题目与设计任务（设计任务书）2.前言（绪论）(设计的目的、意义等)3.设计主体（各部分设计内容、分析、结论等）4.结束语（设计的收获、体会等）5.参考资料四、设计时间与安排1、设计时间：2周2、设计时间安排：熟悉实验设备、收集资料：4天设计图纸、实验、计算、程序编写调试：6天编写课程设计报告：3天答辩：1天设计报告1.前言在通信原理的教学过程中，一直注重理论的教学，但是深奥的理论难以理解，很有必要以某种可见的、图形化的形式来加深对理论的理解。脉冲编码调制是一种概

3、念简单、理论完善的编码系统，其最大特征是把连续的输入信号变换成在时间和振幅上都是离散量，然后再变换为代码传输。信息为数字信号，在远距离再生中继传输中不积累噪声，从而提高了通信系统的有效性、可靠性和保密性。使用Matlab软件可实现PCM码的调制与解调的仿真，利用Matlab中的Simulink即一个建立系统方框图和基于方框图的系统仿真环境，对动态系统进行建模、仿真和仿真结果可视化分析的软件包来完成系统的设计。最后通过模拟示波器分析仿真结果，从而进一步加深对通信原理的理解。2.设计主体2.1脉冲编码调制（PCM）简介脉冲编码调制（PulseCodeModulatio

4、n）简称脉码调制，它是一种用二进制数字代码来代替连续信号的抽样值，从而实现通信的方式。由于这种通信方式抗干扰能力强，因此在光纤通信、数字微波通信、卫星通信中均获得了及广泛的应用。2.2脉冲编码调制（PCM）原理PCM信号的形成是模拟信号经过“抽样、量化、编码”三个步骤实现的。分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。PCM系统的原理框图如图2-1所示。模拟信号输入抽样保持量化器编码器信道模拟信号输出低通滤波器译码器冲激脉冲干扰PCM信号输出PCM信号输入图2-1PCM系统原理框图2.2.1PCM编码中抽样、量化及编码的原理：(a)抽样所谓抽样，就是对

5、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。(b)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。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

6、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；其次，非均匀量化时，量

7、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：图2-213折线斜率：1段162段163段84段45段26段17段1/28段1/4未压缩（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）0A律压扩特性是连续曲线，A值不同压

8、扩特性亦不