PCM编码与解码仿真实验报告
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实验六：PCM编码与解码仿真
一、 实验目的
1. 掌握PCM的编码原理和Matlab Simulink仿真方法
2. 掌握PCM的解码原理和Matlab Simulink仿真方法
二、 实验原理
1. PCM编码和解码原理详细见教材介绍
三、 实验内容和步骤
1. PCM编码器电路设计
13折线近似的PCM编码器测试模型和仿真结果
1. 仿真框图中各部分的简介
以Constant作为数字信号源，产生一个恒定的数字脉冲信号；Gain1作为一个线性变换器将输入的绝对值不大于2048的数据变换为{-1,1}的区间之内，保证输入的信号满足A律压缩器的要求；以Saturation作为限幅器，将输入信号幅度值限制在PCM编码的定义范围内，以A-Law Compressor作压缩器，Relay模块的门限值设置为0，其输出即可作为PCM编码输出的最高位——极性码。样值取绝对值后，用增益模块将样值放大到0-127，然后用间隔为1的Quantizer进行四舍五入取整，最后将整数编码为7位二进制序列，作为PCM编码的低7位。可以将上图中Constant和Display（不含）之间的模块封装一个PCM编码子系统备用。
其中各部分参数设置：
Constant：
Gain1：
Saturation：
Abs：
A-Law Compressor：
Gain：
Quantizer：
Interger toBit Converter
Display：
Relay：
问题1.1：对Constant输入值进行测试，试输入：0、-1、12、1070、2048、5000、-5000，检测输出结果，验证此编码模型是否正确？并说明原因。
（2）将该系统进行封装：
封装之后的PCM编码子系统
2. PCM解码器电路设计
PCM解码器中首先分离并行数据中的最高位（极性码）和7位数据，然后将7位数据转换为整数值，再进行归一化，扩张后与双极性的极性码相乘得出解码值。可以将该模型中In1Out1右端和Display左端的部分封装为一个PCM解码子系统备用。
其中各模块的具体参数如下：
Demux：
Mux：
Relay
Bit to Integer Converter：
Gain：
A-Law Expander
3.无干扰信号的PCM编码与解码（模拟话音信号）
经过编码与解码之后，然后通过低通滤波器，最后在示波器上得到输出波形，示波器上显示原信号，与输出信号比较。在编码器之后通过Display和Scope1显示PCM数字信号，注意：在通过示波器前需经过ToFrame和Buffer，其中ToFrame用来形成帧信号，Buffer是缓冲器。
各模块参数设置如下： SineWave
Display
ToFrame
Buffer
Scope1
Analog Filter
Scope
Configuration
问题3.1：分别给出示波器在某一时刻的波形，并说明在输入正弦波的情况下，系统是否经过了正确的解码？
问题3.2 什么是PCM？它有什么作用？
问题3.3 模拟信号转换为数字信号一般要经过几个步骤?
4.无干扰信号的PCM编码与解码（数字波形信号）
其中各模型参数设置 SineWave
Zero-Order Hold
Scope
问题4.1：请给出测试模型的仿真结果。并说明在输入数字波形的时候，系统是否得到了正确的解码？
5.无干扰信号的PCM编码与解码（数字信号）
问题5.1 将测试结果输入下表
输入数字 解码数字 误差值
0
-1
78
500
-500
1500
-1700
1900
2048
-3000
问题5.2 通过以上数据分析比较，系统的误差情况，是由于什么原因造成的？
四、 实验报告要求
1. 回答问题并总结本次实验遇到了哪些问题？你是怎么解决的？
2. 在数字通信中，为什么要进行抽样和量化？什么是抽样、量化和编码？
