脉冲编码调制（PCM）系统.doc

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1、通信原理课程设计脉冲编码调制（PCM）系统摘要：脉冲编码调制（PulseCodeModulation），简称PCM。是数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生。PCM的优点就是音质好，缺点就是体积大。PCM可以提供用户从2M到155M速率的数字数据专线业务，也可以提供话音、图象传送、远程教学等其他业务。关键字：脉冲编码调制、取样、量化、编码、解码Abstract:PulseCodeModulation(PulseCodeModulation),referredtoasPCM.Digitalsignalisacontinuouschangeinanalogs

2、ignalsampling,quantizationandcodingproduction.PCMsoundqualityisgoodadvantagesanddisadvantagesarebulky.PCMcanprovideusersfrom2Mto155Mlinespeedofdigitaldataservices,canalsoprovidevoice,videotransmission,remotelearning,andotherbusinesses.Keywords:Pulsecodemodulation,modulation,demodulation1

3、5通信原理课程设计目录一、工作原理………………………………………………41.1取样………………………………………………51.2量化………………………………………………51.3编码………………………………………………71.4再生………………………………………………101.5解码………………………………………………10二、芯片选择………………………………………………112.1TP3067管脚定义………………………………13三、电路设计………………………………………………14四、心得体会………………………………………………1615通信原理课程设计一、工作原理：脉冲编码调制是把

4、模拟信号数字化传输的基本方法之一，它通过抽样、量化和编码，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。PCM系统的组成如下图所示。低通滤波器取样器量化器编码器再生中继器再生中继器再生电路解码器恢复滤波器信宿PCM主要经过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。再经解码恢复并输出。1.1取样：15通信原理课程设计取

5、样就是对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。取样如下图所示取样必须遵循奈奎斯特抽样定理，离散信号才可以完全代替连续信号。低通连续信号抽样定理内容：一个频带限制在赫内的时间连续信号,若以的间隔对它进行等间隔抽样，则将被所得到的抽样值完全确定。1.2量化：把幅度连续变化的模拟量变成用有限位二进制数字表示的数字量的过程称为量化。量化误差：量化后的信号和抽样信号的差值。量化误差在接收端表现为噪声，称为量化噪声。量化级数越多误差越小，

6、相应的二进制码位数越多，要求传输速率越高，频带越宽。15通信原理课程设计为使量化噪声尽可能小而所需码位数又不太多，通常采用非均匀量化的方法进行量化。非均匀量化根据幅度的不同区间来确定量化间隔，幅度小的区间量化间隔取得小，幅度大的区间量化间隔取得大。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

7、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