通信原理模拟信号的数字化pcm编码设计课程设计

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1、课程设计报告课程设计名称：《通信系统原理》系部：三系学生姓名：班级：学号：成绩：指导教师：开课时间：学年1学期一．设计题目：模拟信号数字化PCM编码设计二．主要内容：a.模拟信号数字化的处理步骤：抽样、量化、编码b.PCM编码的压缩和扩张原理；c.用MATLAB或其它EDA工具软件对PCM编码进行使用A律和μ律的压缩和扩张进行软件仿真；d.对仿真进行分析比较。e.PCM的8位编码C1C2C3C4C5C6C7C8三．具体要求1.课程设计的内容独立自主完成，课程设计报告内容完整、格式规范、排版整洁美观；2.设计选用的语言不限，推荐使用MATLAB、C均可，编写出的程序，必须有详细

2、的注释说明；四．进度安排（一）16周课程设计安排：星期一：讲课程设计的内容，安排每一天的具体任务，熟悉软件的编程环境MATLAB/SIMULINK；星期二：查资料，确定课程设计的题目；星期三：确定设计方案，写出设计思想；星期四：编写修改程序，必须有详细的程序注释，得出结果；星期五：写总结报告，检查各位的做的情况，考评设计成绩。上交的材料：包含三样：（课程设计的电子稿、打印稿、程序）五．成绩评定考核方法：现场验收（占50%），课程设计报告（占50%）。考核内容：学习态度（出勤情况，平时表现等）、方案合理性、程序编制质量、演示效果、设计报告质量。成绩评定：优，良，中，及格，不及格

3、。特别说明：（1）如发现抄袭，按照不及格处理。（2）材料不齐的，考核等级降一级。电子稿件以文件夹的形式上交的文件夹的命名为：（学号的最后两位+姓名）模拟信号数字化PCM编码设计1、基本原理：本设计主要会用到的知识通信原理中的脉冲编码调制（PCM）。本次课程设计主要是做量化、编码、信道传输、译码四部分PCM系统的原理：脉码调制—将模拟调制信号的采样值变换为脉冲码组。PCM编码包括如三个过程。抽样：将模拟信号转换为时间离散的样本脉冲序列。量化：将离散时间连续幅度的抽样信号转换成为离散时间离散幅度的数字信号。编码：用一定位数的脉冲码组表示量化采样值。译码：把编码后的码流在通过信道传

4、输后得到的码流译成离散时间连续幅度的信号。其系统框图如下：编码信道话音输出再生抽样瞬时压缩低通滤波话音输入解码解调瞬时扩张低通滤波量化图1-1PCM系统原理图（一）量化信噪比设压缩曲线则：噪声功率信号功率量化信噪比上式表明：压缩特性为对数特性时，量化器的信噪比始终保持常数，与输入信号的幅度无关，实现了最佳非均匀量化。国际上通用的两种对数压缩特性：A律和m律。本次设计采用的是A律13折线。（二）A律13折线的原理归一化信号(x/V)，过载电压为±1，A律对数其中A为压缩系数，国际标准A=87.6。未压缩（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）0图1-2为13折线特性表1

5、-1列出了13折线时的值与计算值的比较。表1-10101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图中只有正幅度部分，共7折线，负幅度部分也有7折线。但正负部分第一段折线斜率相等，为同一折线，共13折线。采用13折线近似后，加入正弦信号，通过测试，其量化信噪比与输入幅度的关系如图所示图1-3正弦输入SNR曲线（13折线近似）如图所示：采用折线近似方式后，加入正弦信号，信噪比的曲线会出现起伏现象，这是因为在每段折线起始部分

6、，量化间隔成倍增加，导致量化噪声增加很快，而信号功率的增加却没有那么快，因而SNR反而略有下降。但随信号功率的增加，噪声功率基本保持不变，因此SNR有开始增加。这样共有6个起伏，7个峰值。（三）编码所谓编码就是把量化后的信号变换成代码，其相反的过程称为译码。当然，这里的编码和译码与差错控制编码和译码是完全不同的，前者是属于信源编码的范畴。在现有的编码方法中，若按编码的速度来分，大致可分为两大类：低速编码和高速编码。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三类：逐次比较型、折叠级联型、混合型。在逐次比较型编码方式中，无论采用几位码，一般均按极性码、段落码、段内码的顺

7、序排列。下面结合13折线的量化来加以说明。在13折线法中，无论输入信号是正是负，均按8段折线（8个段落）进行编码。若用8位折叠二进制码来表示输入信号的抽样量化值，其中用第一位表示量化值的极性，其余七位（第二位至第八位）则表示抽样量化值的绝对大小。具体的做法是：用第二至第四位表示段落码，它的8种可能状态来分别代表8个段落的起点电平。其它四位表示段内码，它的16种可能状态来分别代表每一段落的16个均匀划分的量化级。这样处理的结果，8个段落被划分成27＝128个量化级。段落码和8个段落之间的关系如表1-2所示