资源描述：
《DPCM和PCM系统的量化噪声与matlab实现.doc》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、实验四DPCM和PCM系统的量化噪声一、[实验目的](1)了解脉冲编码调制的原理。(2)了解均匀量化、非均匀量化的原理。(3)掌握均匀量化的缺点、非均匀量化的优点，从感性上知道为什么要引入非均匀量化。(4)了解增量调制的原理和特点。(5)学会用MATLAB软件进行增量调制(ΔM)仿真实验。二、[实验器材]1．计算机一台三、[实验原理](1)图1为PCM系统的原理框图。由该图及所学知识可知，PCM系统主要由抽样、量化和编码3部分组成。1)抽样根据抽样定理，若x(t)表示信号源发出的样本函数，抽样器以抽样率fs≥fm采得样值，则可
2、以由样值无失真恢复原始信号，这里mf是x(t)频谱中的最高频率。2)量化每个信号样值量化成2^L个幅度电平之一，L是样值量化后的二进制位数。对于均匀量化器，输出电平标定为，对应的输入信号幅度范围是，这里的Δ是步长，它的值是量化范围与量化级数的商。图13)编码编码器根据PCM编码规则将量化值数字化。编码方法也是多种多样的，现有的编码方法中，若按编码的速度来分大致可分为低速编码和高速编码两大类。通信中一般都采用第二类。编码器的种类大体上可以归结为3种：逐次比较型、折叠级联型和混合型。经过信道传输的二进制码按照与上面3步相反的逆过程
3、进行解码、扩张和滤波得到输出信号。(2)增量调制(ΔM)是在PCM方式的基础上发展而来的另一种模拟信号数字化的方法。ΔM可以看成是DPCM的一种简化形式，它们都是用二进制形式去表示模拟信号的方法。在增量调制方式下，采用1比特量化器，即用1位二进制码传输样值的增量信息，预测器是一个单位延迟器，延迟一个采样时间间隔。预测滤波器的分子系数向量是[0，1]，分母系数为1。当前样值与预测器输出的前一样值进行比较，如果其差值大于零，则发1码，如果小于零，则发0码。四、[实验内容]使用抽样量化编码器和DPCM编码器分别对同一正弦信号进行量化
4、和编码五、[实验结果]PCM实验程序代码：1)连续信号的均匀量化的主程序t=[0:0.01:10];a=sin(t);[sqnr8,aquan8,code8]=u_pcm(a,8);[sqnr16,aquan16,code16]=u_pcm(a,16);sqnr8%N=8时的信号量化噪声比sqnr16%N=16时的信号量化噪声比%信号波形及其量化后的曲线plot(t,a,'-',t,aquan8,'-.',t,aquan16,'-',t,zeros(1,length(t)));legend('信号波形','8电平量化','16
5、电平量化','Location','SouthEast')量化及PCM编码程序function[sqnr,a_quan,code]=u_pcm(a,n)amax=max(abs(a));a_quan=a/amax;b_quan=a_quan;d=2/n;q=d.*[0:n-1];q=q-((n-1)/2)*d;%量化值的计算fori=1:na_quan(find((q(i)-d/2<=a_quan)&(a_quan<=q(i)+d/2)))=...q(i).*ones(1,length(find((q(i)-d/2<=a_qu
6、an)&(a_quan<=q(i)+d/2))));b_quan(find(a_quan==q(i)))=(i-1).*ones(1,length(find(a_quan==q(i))));enda_quan=a_quan*amax;%PCM编码nu=ceil(log2(n));code=zeros(length(a),nu);fori=1:length(a)forj=nu:-1:0if(fix(b_quan(i)/(2^j))==1)%fix(x)对x向0取整的函数code(i,(nu-j))=1;b_quan(i)=b_q
7、uan(i)-2^j;endendend%SQNR的计算sqnr=20*log10(norm(a)/norm(a-a_quan));%norm(a)求a的均方根值DPCM实验程序代码：clear;clc;Ts=1e-3;%采样间隔t=0:Ts:20*Ts;%仿真时间序列x=2*sin(2*pi*50*t);%信号delta=0.4;%量化阶距D(1+length(t))=0;%预测器初始状态fork=1:length(t)e(k)=x(k)-D(k);e_q(k)=delta*(2*(e(k)>=0)-1);%量化器输出D(k
8、+1)=e_q(k)+D(k);%延迟器状态更新codeout(k)=(e_q(k)>0);%编码输出endsubplot(3,1,1);plot(t,x,'-o');axis([020*Ts,-22]);holdon;subplot(3,1,2);stairs(t,code
