实验二：模拟信号数字化传输系统的建模与分析

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1、实验二：模拟信号数字化传输系统的建模与分析08电子信息工程（3）班E08610308陈建能一、实验目的1.进一步掌握Simulink软件使用的基本方法；2.熟悉信号的压缩扩张；3.熟悉信号的量化；4.熟悉PCM编码与解码。二、实验内容1.设计一个13折线近似的PCM编码器模型，能够对取值在[-1;1] 内的归一化信号样值进行编码；2.设计一个对应于以上编码器的PCM解码器；3.在以上两项实验的基础上，建立PCM串行传输模型，并在传输信道中加入指定错误概率的随机误码。三、实验原理1.信号的压缩和扩张非均匀量化等价为对输入信号进行动态范围压缩后再进行均匀量化。中国和欧洲的PCM数字电话

2、系统采用A律压扩方式，美国和日本则采用μ律方式。设归一化的话音输入信号为，则A律压缩器的输出信号y 是：其中，sgn(x) 为符号函数。A律PCM数字电话系统国际标准中，参数A=87.6。Simulink通信库中提供了“A-LawCompressor”、“A-LawExpander”以及“Mu-LawCompressor”和“Mu-LawExpander”来实现A律和Ö 律压缩扩张计算。压缩系数为87.6的A律压缩扩张曲线可以用折线来近似。16段折线点坐标是其中靠近原点的4段折线的斜率相等，可视为一段，因此总折线数为13段，故称13段折线近似。用Simulink中的“Look-Up

3、Table”查表模块可以实现对13段折线近似的压缩扩张计算的建模，其中，压缩模块的输入值向量设置为[-1,-1/2,-1/4,-1/8,-1/16,-1/32,-1/64,-1/128,0,1/128,1/64,1/32,1/16,1/8,1/4,1/2,1]输出值向量设置为[-1:1/8:1]扩张模块的设置与压缩模块相反。1.PCM编码与解码PCM是脉冲编码调制的简称，是现代数字电话系统的标准语音编码方式。A律PCM数字电话系统中规定：传输话音信号频段为300Hz到3400Hz，采样率为8000次/秒，对样值进行13折线压缩后编码为8bit二进制数字序列。因此，PCM编码输出的数

4、码速率为64Kbps。PCM编码输出的二进制序列中，每个样值用8位二进制码表示，其中最高比特位表示样值的正负极性，规定负值用“0”表示，正值用“1”表示。接下来3位比特表示样值的绝对值所在的8段折线的段落号，最后4位是样值处于段落内16个均匀间隔上的间隔序号。在数学上，PCM编码的低7位相当于对样值的绝对值进行13折线近似压缩后的7bit均匀量化编码输出。四、实验程序、注释、运行结果及运行结果说明系统总图：子系统1：子系统2：参数：传输话音信号频段为1000Hz，采样率为8000次/秒，对样值进行13折线压缩后编码为8bit二进制数字序列。PCM编码输出的数码速率为64Kbps。运

5、行后：五、心得体会本次实验是信号的量化编码和解码，一开始主要还是建立模型，然后就是设置参数，最后便可以得到所需的结果。刚刚的时候都不知道从何下手，也不知道该求什么，最后慢慢看书，慢慢地调试，最后终于弄好了。