脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真
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课程设计(论文)任务书信息工程学院通信工程专业14-2 班一、课程设计(论文)题目脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真二、课程设计(论文)工作自2017年1 月3日起至2017年1月 13日止。
三、课程设计(论文) 地点: 图书馆、寝室、通信实验室(4-410)。
四、课程设计(论文)内容要求:1.本课程设计的目的(1)使学生掌握通信系统各功能模块的基本工作原理;(2)培养学生采用Matlab与Simulink相结合对各种编码与解码进行仿真的方法;(3)培养学生对PCM的理解能力;(4)能提高和挖掘学生对所学知识的实际应用能力即创新能力;(5)提高学生的科技论文写作能力。
2.课程设计的任务及要求1)基本要求:(1)学习Matlab与Simulink仿真软件的使用;(2)对PCM,DPCM,ΔM编码与解码各功能模块的工作原理进行分析;(3)提出各种编码与解码电路的设计方案,选用合适的模块;(4)对所设计系统进行仿真;(5)并对仿真结果进行分析。
a. 采样定理的原理仿真b. PCM编码与解码c. DPCM编码与解码;增量调制(至少选做一种)2)创新要求:3)课程设计论文编写要求(1)要按照书稿的规格打印誊写毕业论文(2)论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等(3)毕业论文装订按学校的统一要求完成4)答辩标准:(1)完成原理分析(20分)(2)系统方案选择(30分)(3)仿真结果分析(30分)(4)论文写作(20分)5)参考文献:(1)王俊峰.《通信原理MATLAB仿真教程》人民邮电出版社第1版 .2010.11.1 (2)赵静.《基于MATLAB的通信系统仿真》北京航空航天大学出版社6)课程设计进度安排内容天数地点构思及收集资料 2 图书馆仿真 5 实验室撰写论文 3 实验室学生签名:2017年1月3日课程设计(论文)评审意见(1)完成原理分析(20分):优()、良()、中()、一般()、差();(2)系统方案选择(30分):优()、良()、中()、一般()、差();(3)仿真结果分析(30分):优()、良()、中()、一般()、差();(4)论文写作(20分):优()、良()、中()、一般()、差();(5)格式规范性及考勤是否降等级:是()、否()评阅人:职称:副教授2017年1月13日目录摘要 (I)Abstract............................................................................................................................................................... I I1 绪论 (1)2 PCM脉冲编码原理 (2)2.1 模拟信号的抽样及频谱分析 (2)2.1.1 信号的采样 (2)2.1.2 抽样定理 (2)2.1.3 采样信号的频谱分析 (3)2.2 量化 (3)2.2.1 量化的定义 (3)2.2.2 量化的分类 (4)2.2.3 MATLAB的A律13折线量化 (10)2.3 PCM编码 (10)2.3.1 编码的定义 (10)2.3.2 码型的选择 (11)2.3.3 PCM脉冲编码的原理 (11)3 PCM的MA TLAB实现 (13)3.1 PCM抽样的MATLAB实现 (13)3.2 PCM量化的MATLAB实现 (16)3.2.1 PCM均匀量化的MATLAB实现 (16)3.2.2 PCM A律非均匀量化的MATLAB实现 (18)3.3 PCM A律13折线编码的MATLAB实现 (20)4结果分析及总结 (23)参考文献 (24)。
脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真摘要: SystemView 仿真软件可以实现多层次的通信系统仿真。
脉冲编码调制(PCM)是现代语音通信中数字化的重要编码方式。
利用SystemView 实现脉冲编码调制(PCM)仿真,可以为硬件电路实现提供理论依据。
通过仿真展示了PCM编码实现的设计思路及具体过程,并加以进行分析。
关键词: PCM 编译码1、引言随着电子技术和计算机技术的发展,仿真技术得到了广泛的应用。
基于信号的用于通信系统的动态仿真软件SystemView具有强大的功能,可以满足从底层到高层不同层次的设计、分析使用,并且提供了嵌入式的模块分析方法,形成多层系统,使系统设计更加简洁明了,便于完成复杂系统的设计。
SystemView具有良好的交互界面,通过分析窗口和示波器模拟等方法,提供了一个可视的仿真过程,不仅在工程上得到应用,在教学领域也得到认可,尤其在信号分析、通信系统等领域。
其可以实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统,并提供了内容丰富的基本库和专业库。
本文主要阐述了如何利用SystemView实现脉冲编码调制(PCM)。
系统的实现通过模块分层实现,模块主要由PCM编码模块、PCM译码模块、及逻辑时钟控制信号构成。
通过仿真设计电路,分析电路仿真结果,为最终硬件实现提供理论依据。
2、系统介绍PCM即脉冲编码调制,在通信系统中完成将语音信号数字化功能。
PCM的实现主要包括三个步骤完成:抽样、量化、编码。
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。
根据CCITT的建议,为改善小信号量化性能,采用压扩非均匀量化,有两种建议方式,分别为A律和μ律方式,我国采用了A律方式,由于A律压缩实现复杂,常使用13 折线法编码,采用非均匀量化PCM编码示意图见图1。
图1 PCM 原理框图下面将介绍PCM 编码中抽样、量化及编码的原理: (a) 抽样所谓抽样,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。
《学科基础课群课设》任务书学生姓名:王晓丹专业班级:通信1103班指导教师:周建新工作单位:信息工程学院题目: 脉冲编码调制(PCM)的实现初始条件:Matlab软件,电路基础,通信原理基础要求完成的主要任务:(1)任务实现脉冲编码调制(PCM)技术的三个过程:采样、量化与编码。
(2)要求用仿真软件对其进行验证,使其满足以下要求:1)模拟信号的最高频率限制在4KHZ以内2)分别实现64级电平的均匀量化和A压缩率的非均匀量化3)按照13折线A律特性编成8位码参考书:[1] 樊昌信曹丽娜,《通信原理第六版》,国防工业出版社,2007[2] 周开利,《邓春晖主编MATLAB基础及其应用教程》,北京大学出版社,2007[3] 董振海,《精通MA TLAB 7 编程与数据库应用》,电子工业出版社,2007时间安排:1、理论讲解,老师布置课程设计题目,学生根据选题开始查找资料;2、课程设计时间为2周。
(1)确定技术方案、电路,并进行分析计算,时间2天;(2)选择元器件、安装与调试,或仿真设计与分析,时间6天;(3)总结结果,写出课程设计报告,时间2天。
指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要..................................................................................... 错误!未定义书签。
Abstract ............................................................................... 错误!未定义书签。
1 绪论................................................................................. 错误!未定义书签。
2 matlab简介...................................................................... 错误!未定义书签。
课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位:题目: 脉冲编码调制(PCM)的实现初始条件:1、MATLAB软件;2、脉冲编码调制相关知识。
要求完成的主要任务:1、任务实现脉冲编码调制(PCM)技术的三个过程:采样、量化与编码。
2、要求用仿真软件对其进行验证,使其满足以下要求:(1)模拟信号的最高频率限制在4KHZ以内;(2)分别实现64级电平的均匀量化和A压缩率的非均匀量化;(3)按照13折线A律特性编成8位码。
时间安排:第1,2天:分析题目,方案设计;第3,4,5天:软件设计;第6,7天:系统仿真;第8天:答辩,完成设计说明书。
指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要IAbstractII1 绪论12 MATLAB简介22.1 MATLAB软件简介22.2 MATLAB程序设计方法23 PCM脉冲编码原理43.1 模拟信号的抽样及频谱分析43.1.1 信号的采样43.1.2 抽样定理43.1.3采样信号的频谱分析53.2 量化53.2.1 量化的定义53.2.2 量化的分类63.2.3 MATLAB的A律13折线量化123.3 PCM编码123.3.1 编码的定义123.3.2 码型的选择133.3.3 PCM脉冲编码的原理134 PCM的MATLAB实现154.1 PCM抽样的MATLAB实现154.2PCM量化的MATLAB实现184.2.1 PCM均匀量化的MATLAB实现184.2.2 PCM A律非均匀量化的MATLAB实现204.3PCM A律13折线编码的MATLAB实现225结果分析及总结25参考文献26摘要本设计结合PCM的抽样、量化、编码原理,利用MATLAB软件编程和绘图功能,完成了对脉冲编码调制(PCM)系统的建模与仿真分析。
课题中主要分为三部分对脉冲编码调制(PCM)系统原理进行建模与仿真分析,分别为采样、量化和编码原理的建模仿真。
同时仿真分析了采样与欠采样的波形、均匀量化与A律13折线非均匀量化的量化性能及其差异。
脉冲编码调制(PCM)的仿真一、教学目标:1掌握PCM通信系统设计的过程、步骤、要求、工作内容及设计方法;2掌握用计算机仿真通信系统的方法。
3训练学生综合运用专业知识的能力,提高学生进行通信工程设计的能力。
二、教学重点、难点:重点掌握PCM通信系统设计的过程、步骤、要求、工作内容及设计方法。
三、教学过程设计:1PCM系统工作原理脉冲编码调制是把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系统的组成如图1所示。
图1 PCM原理框图话音信号先经过防混叠低通滤波器,得到限带信号(300Hz~3400Hz),进行脉冲抽样,变成8KHz重复频率的抽样信号(即离散的脉冲调幅PAM信号),然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”办法量化为有限个幅度取值的信号,再经编码,转换成二进制码。
对于电话,CCITT(国际电话与电报顾问委员会International Telephone and Telegraph Consultative Committee)规定抽样率为8KHz,每抽样值编8位码,即共有28=256个量化值,因而每话路PCM编码后的标准数码率是64kb/s。
2 PCM仿真系统模型图2 PCM仿真系统模型图3 PCM仿真系统各模块设计⑴PCM信号源模块设计信号源模块由信号发生器、低通滤波器和延时器组成。
采用两路信号,一路为频率3000HZ的正弦信号,一路为高斯信号,信号通过低通滤波器后,通过延时得到编码模块的输入信号。
⑵编码器模块设计主要由信号源子系统、低通滤波器、瞬时压缩器、A/D转换器、并/串转换器、输出端子构成组成。
其主要工作过程是:信源信号经过 PCM 编码器低通滤波器完成信号频带过滤,由于PCM量化采用非均匀量化,还要使用瞬时压缩器实现A律压缩后再进行均匀量化,A/D转换器完成采样及量化,由于A/D转换器的输出是并行数据,必须通过数据选择器完成并/串转换成串行数据,最后通过输出PCM编码信号。
PCM编码器设计PCM(脉冲编码调制)编码器是一种将模拟信号转换为数字信号的设备。
它用于音频和视频编码中,可以将连续时间的模拟信号转换为离散时间的数字信号,以便进行存储、传输和处理。
1.采样频率选择:选择适当的采样频率来采集原始模拟信号。
常用的采样频率有44.1kHz、48kHz和96kHz等。
选择适当的采样频率可以平衡信号的质量和文件的大小。
2.量化位数选择:选择适当的量化位数来描述采样信号的离散级别。
通常使用8位、16位或24位量化位数。
较高的量化位数可以提高信号的动态范围和信噪比,但需要更多的存储空间和传输带宽。
3. 量化器设计:采用适当的算法和电路设计一个精确的量化器,将连续模拟信号映射到离散级别。
一个常用的量化算法是线性二进制量化(linear binary quantization),它将输入信号划分为离散的级别,并将其映射到用二进制表示的编码值。
4. 压缩编码设计:设计一个有效的编码器,将量化后的信号进行进一步的压缩。
常用的压缩编码算法有Huffman编码和Lempel-Ziv编码等。
这些算法根据信号的统计特性和出现概率来对信号进行编码,以减少编码后的数据量。
5.错误纠正设计:为了增加PCM数据的可靠性,在编码过程中可以添加纠错码,以便在传输或存储过程中,能够检测和纠正部分错误。
常用的错误纠正编码包括海明码和循环冗余校验码(CRC)等。
6.附加功能设计:可以根据具体需求添加一些附加功能,如音频增强、降噪、立体声编码等。
这些功能可以提高音频质量,增加用户体验。
7.性能评估和优化:设计完成后,需要对PCM编码器的性能进行评估和优化。
包括信号质量评估、压缩率评估和编码速度评估等。
同时可以根据评估结果对设计进行优化,以改进性能。
总的来说,设计一个PCM编码器需要考虑采样频率、量化位数、量化器设计、压缩编码设计、错误纠正设计、附加功能设计、性能评估和优化等因素。
通过合理的设计和优化,可以实现高质量的PCM编码器,提高音频和视频编码的效率和质量。
脉冲编码调制一、实验目的掌握脉冲编码调制原理及其实现方法二、实验内容用SystemView 软件仿真脉冲编码调制实现过程三、实验原理1. PCM 系统工作原理在现代通信系统中,以PCM 为代表的编码调制技术被广泛应用于模拟信号的数字传输。
除PCM外,DPCM 和ADPCM 的应用范围更广。
PCM 的主要优点是抗干扰能力强、失真小、传输特性稳定,尤其是远距离信号再生中继时,噪声不累积,而且可以采用压缩编码、纠错编码和保密编码等来提高系统的有效性、可靠性和保密性。
另外PCM 还可以在一个信道上将多路信号进行时分复用,传输脉冲编码调制PCM 是把模拟信号变换为数字信号的一种调制方式。
其最大的特点是把连续输入的模拟信号变换为在时域和振幅上都离散的量,然后将其转化为代码形式传输。
PCM 编码通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。
为便于用数字电路实现其量化电平数一般为2的整数次幂,有利于采用二进制编码表示。
采用均匀量化时,其抗噪声性能与量化级数有关,每增加一位编码,其信噪比增加约6dB ,但实现的电路复杂程度也随之增加,占用带宽也越宽。
因此,实际采用的量化方式多为非均匀量化,通常使用信号压缩与扩张技术来实现非均匀量化,在保持信号固有的动态范围前提下,在量化前将小信号进行放大,而对大信号进行压缩通常的压缩方法有13 折线A 律和律两种标准。
国际通信中多采用A 律,采用信号压缩后,用8位编码实际可以表示均匀量化11位编码时才能表示的动态范围,能有效提高小信号时的信噪比。
PCM 通信系统组成如图4-6 所示:图4-6 PCM 通信系统组成框图输入信号经抽样量化编码后变成数字信号(PCM 信号)经信道传输到达接收端,先由译码器恢复出抽样值序列,在经过低通滤波滤出模拟基带信号,通常将量化编码组合称为模/数变换器,将译码低通的组合称为数/模变换器。
2、A87.6/13折线编码的码位安排当n=8时,a1 a2……a9的安排如下:a1:极性码,当抽样值Is>0时,a1=1,否则为0;a2 a3 a4:段落吗,用来确定抽样值所在量化器的段落a5 a6 a7 a8:段内电平码。
深圳大学实验报告
课程名称:通信原理
实验项目名称:脉冲编码调制(PCM)及系统
学院:信息工程学院
专业:通信工程
指导教师:李晓滨
报告人:学号:班级: 2 实验时间:2017.11.22
实验报告提交时间:2017.12.
教务部制
图2-2帧脉冲和PCM编码数据(128K)实测波形
(2)时钟为128KHZ,频率为2KHZ的同步正弦波及PCM编码数据波形:用8KHZ的矩形窄脉冲测出一帧两路的PCM编码数据
(3)时钟为64KHZ,频率为2KHZ的非同步正弦波及PCM编码数据波形用8KHZ的矩形窄脉冲测出一帧8bit的PCM编码数据;
(4)时钟为128KHZ,频率为2KHZ的非同步正弦波及用8KHZ的矩形窄脉冲测出一帧两路的PCM编码数据。
数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制<PCM)系统设计与仿真姓名学号院系专业指导教师2018年1月15日脉冲编码调制<PCM)系统设计与仿真<1设计目的加深对所学的通信原理知识理解,培养专业素质;掌握通信电路的设计方法,能够进行设计简单的通信电路系统;掌握通信系统安装的基本知识和技能,培养学生对通信电路系统的整机调试和检测的能力;通过专业课程设计掌握通信中常用的信号处理方法,能够分析简单通信系统的性能。
2 设计要求画出系统结构框图,根据系统的工作原理,利用SystemView的模块画出系统的结构图并进行仿真,观察仿真波形。
3 设计原理SystemView 仿真软件可以实现多层次的通信系统仿真。
脉冲编码调制<PCM)是现代语音通信中数字化的重要编码方式。
利用SystemView 实现脉冲编码调制(PCM>仿真,可以为硬件电路实现提供理论依据。
通过仿真展示了PCM编码实现的设计思路及具体过程,并加以进行分析。
PCM即脉冲编码调制,在通信系统中完成将语音信号数字化功能。
PCM的实现主要包括三个步骤完成:抽样、量化、编码。
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。
根据CCITT的建议,为改善小信号量化性能,采用压扩非均匀量化,有两种建议方式,分别为A律和μ律方式,我国采用了A律方式,由于A律压缩实现复杂,常使用 13 折线法编码,采用非均匀量化PCM 编码示意图见图1。
图3.1 PCM原理框图下面将介绍PCM编码中抽样、量化及编码的原理:(a> 抽样所谓抽样,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。
(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。
通信原理课程设计报告书2010年 12月 29日课题名称 脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真姓 名 学 号院 系 物理与电信工程系专 业 通信工程指导教师※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※2008级学生数字通信 原理课程设计一、设计任务及要求:1、利用MATLAB软件完成脉冲编码调制(PCM)系统的设计与仿真,观察输出波形,并绘制相关图形。
2、要求有各种需要的信号输出,并记录。
3、通过编程设置对参数进行调整,可以调节输出信号的显示效果。
指导教师签名:年月日二、指导教师评语:指导教师签名:年月日三、成绩验收盖章年月日低通滤波器脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真一、设计目的通过此次设计,加深对《通信原理》和《MATLAB 》课程的学习,熟练掌握脉冲编码调制的方法,同时了解和掌握通信原理课程设计中各种原理程序的设计技巧;掌握MATLAB 软件的使用方法及在MATLAB 中程序编程的方法,加深对实验设备的了解及对硬件设备的正确使用;加强对电路图的描绘技能,提高实践动手能力。
二、设计要求根据系统的工作原理,利用MATLAB 软件工具实现脉冲编码调制(PCM)系统的设计与仿真,观察仿真波形,并绘制相关的图形;通过编程设置对参数进行调整,可以调节输出信号的显示效果。
三、设计原理PCM 即脉冲编码调制,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。
PCM 的实现主要包括三个步骤完成:抽样、量化、编码。
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 系统的原理方框图如图1所示。
在编码器中由冲激脉冲对模拟信号抽样,得到在抽样时刻上的信号抽样值,此抽样值仍为模拟量。
在它量化之前,通常用保持电路将其作短暂保存,以便电路有时间对其进行量化。
图中的量化器把模拟抽样信号变成离散的数字量,然后在编码器中进行二进制编码。
这样,每个二进制码组就代表一个量化后的信号抽样值。
译码器的原理和编码过程相反。
模拟信号输入 抽样保持 量化器 编码器 PCM 信号输出冲激脉冲(a )编码器PCM 信号输入 译码器 模拟信号输出(b)译码器图1 PCM原理方框图下面将介绍PCM编码中抽样、量化及编码的原理:1.1 抽样所谓抽样,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。
如果一个连续信号f(t)的频谱中最高频率不超过fh,当抽样频率fS≥2fh时,抽样后的信号就包含原连续的全部信息。
这就是抽样定理。
1.2量化抽样信号虽然是时间轴上离散的信号,但仍然是模拟信号,其样值在一定的取值范围内,可有无限个值。
为了实现以数字码表示样值,必须采用“四舍五入”的方法把样值分级“取整”,使一定取值范围内的样值由无限多个值变为有限个值。
这一过程称为量化。
模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。
实际中,往往采用非均匀量化。
在非均匀量化时,量化间隔是随信号抽样值的不同而变化的。
信号抽样值小时,其量化间隔v 也小;反之,量化间隔就大。
1.3编码所谓编码就是把量化后的抽样信号变换成给定字长的二进制代码的过程。
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、段内码的顺序排列。
话音PCM的抽样频率为8kHz,每个量化样值对应一个8位二进制码,故话音数字编码信号的速率为8bits×8kHz=64kb/s。
量化噪声随量化级数的增多和级差的缩小而减小,量化级数增多即样值个数增多,就要求更长的二进制编码。
因此,量化噪声随二进制编码的位数增多而减小,即随数字编码信号的速率提高而减小。
自然界中的声音非常复杂,波形极其复杂,通常采用脉冲代码调制编码,即PCM编码。
PCM通过抽样、量化、编码三个步骤将模拟连续信号转换为数字编码。
四、具体设计步骤和程序4.1设计步骤1、输出时钟和帧同步时隙信号观测用示波器同时观测抽样时钟信号(TP504)和输出时钟信号(TP503),观测时以TP504作为同步信号。
2、抽样时钟信号与PCM编码数据测量将跳线开关K501设置在T位置,用函数信号发生器产生一个频率为100Hz,电平为2V的正弦波测试信号,送入信号测试端口J005和J006.用示波器同时观测抽样时钟信号(TP504)和编码输出数据信号(TP502),观测时以TP504作为同步信号。
4.2具体设计程序%show the pcm encode and decodeclear allt=0:0.01:10;vm1=-70:1:10; %输入正弦信号幅度不同dBvm=10.^(vm1/20); %dB---10进制figure(1)for k=1:length(vm)for m=1:2x=vm(k)*sin(2*pi*t+2*pi*rand(1));v=1;xx=x/v; %norrmalizesxx=floor(xx*4096);y=pcm_encode(sxx);yy=pcm_decode(y,v);nq(m)=sum((x-yy).*(x-yy))/length(x); %噪声功率sq(m)=mean(yy.*2); %信号功率snr(m)=(sq(m)/nq(m)); %信噪比drawnowsubplot(211)plot(t,x);title(‘sample sequence’);subplot(212)plot(t,yy);title(‘pcm decode sequence’);endsnrq(k)=10*lg(mean(snr));endfigure(2)plot(vm1,snrq);axis([-60 0 0 60]);grid;pcm_encode,mfunction [out]=pcm_encode(x)%x encode to pcm coden=length(x);%-4096<x<4096for i=1:nif x(i)>0out(i,1)=1; %符号位elseout(i,1)=0; %符号位endif abs(x(i))>=0&abs(x(i))<32out(i,2)=0; out(i,3)=0; out(i,4)=0;step=2;st=0;elseif abs(x(i))>=32&abs(x(i))<64out(i,2)=0; out(i,3)=0; out(i,4)=1;step=2;st=32;elseif abs(x(i))>=64&abs(x(i))<128out(i,2)=0; out(i,3)=1; out(i,4)=0;step=4;st=64;elseif abs(x(i))>=128&abs(x(i))<256out(i,2)=0; out(i,3)=1; out(i,4)=1;step=8;st=128;elseif abs(x(i))>=256&abs(x(i))<512out(i,2)=1; out(i,3)=0; out(i,4)=0;step=16;st=256;elseif abs(x(i))>=512&abs(x(i))<1024out(i,2)=1; out(i,3)=0; out(i,4)=1;step=32;st=512;elseif abs(x(i))>=1024&abs(x(i))<2048out(i,2)=1; out(i,3)=1; out(i,4)=0;step=64;st=1024;elseif abs(x(i))>=2048&abs(x(i))<4096out(i,2)=1; out(i,3)=1; out(i,4)=1;step=128;st=2048;elseout(i,2)=1; out(i,3)=1; out(i,4)=1;step=128;st=2048;endif(abs(x(i))>=4096)out(i,2:8)=[1 1 1 1 1 1 1];elsetmp=floor((abs(x(i))-st)/step);t=dec2bin(tmp,4)-48; %函数dec2bin输出的是ASCII字符串,48对应0 out(i,5:8)=t(1:4);endout=reshape(‘out’,1,8*n); %行变列pcm_decode,mfunction [out]=pcm_decode(in,v)%decode the input pcm code%in:input the pcm code 8 bits sample%v:quantized leveln=length(in);in=reshape(‘in’,8,n/8); %列变行slot(1)=0;slot(2)=32;slot(3)=64;slot(4)=128;slot(5)=256;slot(6)=512;slot(7)=1024;slot(8)=2048;step(1)=2;step(2)=2;step(3)=4;step(4)=8;step(5)=16;step(6)=32;step(7)=64;step(8)=128;for i=1:n/8ss=2*in(i,1)-1; %+1 -1tmp=in(i,2)*4+in(i,3)*2+in(i,4)+1; %二进制转换十进制st=slot(tmp);dt=(in(i,5)*8+ in(i,6)*4+ in(i,7)*2+ in(i,8))*step(tmp)+0.5*step(tmp);out(i)=ss*(st+dt)/4096*v;end五、设计结果图2 输入正弦信号图图3 实验结果图总结:通过利用MATLAB软件实现了题目的要求,完成了PCM脉冲编码调制。
六、主要仪器与设备系统开发平台为Windows XP,装有MATLABR2010a版的PC机一台七、设计心得本次课程设计我们花了很多时间查阅资料、设计程序、安装MATLAB软件,通过与老师的交流和指导下,最终在MATLAB软件上将程序运行出来,实现PCM 脉冲编码调制。
通过这次设计,我掌握了PCM编码的工作原理及PCM系统的工作过程,进一步学习仿真软件MATLAB的使用方法,并学会通过应用软件仿真来实现各种通信系统的设计,对以后的学习和工作都起到了一定的作用,加强了动手能力和学业技能。