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实验六PCM编译码及A学生编号:姓名:实验6 PCM编解码及A/μ律转换实验1，实验目的1，掌握脉码调制解调原理2，掌握脉码调制解调系统动态范围和频率特性的定义和测量方法3.了解脉码调制信号的频谱特性4.熟悉W6815122，实验设备1，主控制和信号源模块，模块1和模块3各有2个，双道示波器有3个，几条3连接线，实验原理1，实验原理框图音乐/音频输出接口1信号源FS编码帧同步编码时钟脉冲编码调制(单向/双向)脉冲编码调制输出CLK1#语音终端扬声器音频输入解码时钟解码帧同步音频接口2PC解码(单向/双向)脉冲编码调制解码输入图2-1模块W681512芯片脉冲编码实验A/ D转换脉冲编码调制G.711转换MUSIC/A-OUT LPF-INLPF-OUT 编码输入编码输出动力系统控制模块量化输出信号源抗混叠滤波器FS帧同步时钟CLK脉冲编码调制3#源编解码器模块时钟动力系统控制模块解码G.711逆转换D/A转换IIR滤波器动力系统控制模块解码输入1#语音终端模块和用户接口模块帧同步音频输入解码输出-1- 学生编号:姓名:动力系统控制模块编码实验2-2 3A-OUTPLF-OUT编码输入抗混叠滤波器信号源FSCLKT1编码帧同步脉冲编码调制(A-Law编码)编码输出A/μ-In编码时钟1#语音终端模块编码时钟解码时钟编码帧同步A/μ-Law编码转换A/ μ-OutW681512芯片PCM解码(μ-Law解码)PCM解码输入解码帧同步主时钟音频接口2音频输入图2-3 A/μ-Law编码转换实验4，实验步骤实验项目1测试幅频特性概述:本项目通过改变输入信号的频率，观察信号经W681512编码后的输出幅频特性，了解芯片W681512的相关性能。
1，关机，连接如表所示源端口信号源:A-OUT信号源:CLK信号源:CLK信号源:FS步长)信号源:FS步长)模块1: TH8(脉码调制输出)模块1: TH7(脉码调制解码输入)接入解码输入信号模块1: TH10(解码帧与目的端口相同模块1: TH5(音频接口)模块1: TH11(编码时钟)模块1: TH18(解码时钟)模块1: TH9(编码帧与提供编码帧同步信号相同，提供解码帧同步信号，提供解码时钟信号，提供解码时钟信号连接描述，提供音频信号，提供编码时钟信号2，接通电源，设置主控制菜单，选择[主菜单]-[通信原理]-[脉码调制]-[模块1号主控制信号源块]-[第一PCM编码和解码模式]-[A律PCM编码和解码码]调整W1，使信号输出的峰峰值约为3V3。
pcm编码实验报告PCM编码实验报告一、引言在数字通信领域，PCM（脉冲编码调制）是一种常用的信号编码技术。
本实验旨在通过对PCM编码的实际操作，深入了解PCM编码的原理、特点以及应用。
二、实验目的1. 理解PCM编码的基本原理；2. 掌握PCM编码的实验操作方法；3. 分析PCM编码的优缺点及其在通信领域的应用。
三、实验设备和原理1. 实验设备：计算机、PCM编码器、PCM解码器、示波器等；2. PCM编码原理：PCM编码是通过对模拟信号进行采样和量化，然后将量化结果转换为二进制码流的过程。
采样率越高，量化精度越高，PCM编码的质量越好。
四、实验过程1. 连接实验设备：将模拟信号输入PCM编码器，再将PCM编码器的输出连接到PCM解码器，最后将解码器的输出连接到示波器；2. 设置采样率和量化精度：根据实验要求，设置合适的采样率和量化精度；3. 进行PCM编码：通过PCM编码器对输入信号进行采样和量化，得到二进制码流；4. 进行PCM解码：将PCM编码器的输出连接到PCM解码器，解码器将二进制码流转换为模拟信号；5. 观察示波器显示：将PCM解码器的输出连接到示波器，观察解码后的信号波形。
五、实验结果与分析1. 通过示波器观察，可以看到PCM编码器输出的二进制码流经过解码后，波形与输入信号基本一致，证明PCM编码解码过程的准确性；2. 随着采样率的增加，PCM编码的质量提高，但同时也会增加数据传输量；3. 在实际应用中，PCM编码常用于音频信号的数字化处理，如CD、MP3等。
六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了PCM编码的原理和实验操作方法。
PCM编码作为一种常用的信号编码技术，在数字通信领域有着广泛的应用。
通过对模拟信号的采样和量化，PCM编码可以将信号转换为二进制码流，实现信号的数字化处理。
实验结果表明，PCM编码解码过程准确可靠，能够保持原始信号的质量。
同时，我们也意识到采样率和量化精度对PCM编码的影响，需要在实际应用中进行合理的选择。
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。
pcm编译码器实验报告PCM编码器实验报告摘要：本实验旨在通过使用PCM编码器来对模拟信号进行数字化编码，以便在数字通信系统中进行传输和处理。
实验结果表明，PCM编码器能够有效地将模拟信号转换为数字信号，并且在一定程度上保持了信号的原始信息。
本实验为数字通信系统的设计和优化提供了重要的参考和实践基础。
引言：随着数字通信技术的不断发展，PCM编码器作为一种重要的数字信号处理技术，被广泛应用于语音通信、数据传输、音频存储等领域。
PCM编码器能够将模拟信号转换为数字信号，从而实现信号的数字化处理和传输。
本实验旨在通过对PCM编码器的实验研究，探讨其在数字通信系统中的应用和性能表现。
实验目的：1. 了解PCM编码器的基本原理和工作过程；2. 掌握PCM编码器的实验操作方法；3. 分析PCM编码器在数字通信系统中的应用和性能特点。
实验原理：PCM编码器是一种基于脉冲编码调制（PCM）原理的数字信号处理设备，其工作原理是将模拟信号进行采样、量化和编码，最终输出数字信号。
在PCM编码器中，采样率和量化位数是影响编码质量的重要参数，采样率越高、量化位数越大，编码精度越高。
实验过程：1. 连接实验设备，调试参数；2. 输入模拟信号，观察编码输出；3. 调整采样率和量化位数，比较编码效果；4. 记录实验数据，分析结果。
实验结果：通过实验观察和数据分析，我们发现在一定范围内，增加采样率和量化位数可以提高PCM编码器的编码精度，但是也会增加系统的复杂度和成本。
另外，我们还发现在一定程度上，PCM编码器能够有效地保持原始信号的信息，但是在高频信号和动态范围较大的信号上，编码效果会有所下降。
结论：本实验通过对PCM编码器的实验研究，深入理解了其工作原理和性能特点，为数字通信系统的设计和优化提供了重要的参考。
未来的研究方向包括进一步优化编码器的算法和结构，提高编码精度和系统性能。
同时，还可以探索PCM编码器在不同应用场景下的性能表现，为其在实际工程中的应用提供更多的参考和指导。
PCM编码、解码实验一、实验目的1．熟悉MATLAB环境下的Simulink仿真平台，熟悉PCM编码与解码原理，构建PCM编码与解码电路图.2. 对模拟信号进行采样、量化、编码(PCM), 将编码后的信号输入信道再进行PCM解码，还原出原信号.建立仿真模型,分析仿真波形.二、实验原理所谓脉冲编码调制，就是将模拟信号抽样量化，然后将已量化值变换成代码。
下面将用一个PCM系统的原理框图简要介绍。
图1 PCM原理方框图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。
这个抽样值仍是模拟量。
在它量化之前，通常由保持电路（holding circuit）将其作短暂保存，以便电路有时间对其量化。
在实际电路中，常把抽样和保持电路作在一起，称为抽样保持电路。
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。
图中的译码器的原理和编码过程相反。
其中，量化与编码的组合称为模/数变换器(A/D 变换器)； 译码与低通滤波的组合称为数/模变换器(D/A 变换器)。
抽样是对模拟信号进行周期性的扫描， 把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。
我们要求经过抽样的信号应包含原信号的所有信息， 即能无失真地恢复出原模拟信号， 抽样速率的下限由抽样定理确定。
量化是把经抽样得到的瞬时值进行幅度离散，即指定Q 规定的电平，把抽样值用最接近的电平表示。
编码是用二进制码组表示有固定电平的量化值。
实际上量化是在编码过程中同时完成的。
图1是PCM 单路抽样、量化、 编码波形图。
μ律与A 律压缩特性μ律：（美、日）A 律： （我国、欧洲） 式中，x 为归一化输入，y 为归一化输出，A 、μ为压缩系数。
)11()1(1)1(1≤≤-++±=x n x n y μμ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤<++±≤≤+=1||1n 11||n 111||0n 11x A A x A A x AAx y数字压扩技术：一种通过大量的数字电路形成若干段折线，并用这些折线来近似A律或μ律压扩特性，从而达到压扩目的方法。
（2）将信号源频率从50Hz增加到4000Hz，用示波器接模块1的音频输出2，观测信号的幅频特性。
注：频率改变时可根据实验需求自行改变频率步进，例如50Hz~250Hz间以10Hz率为步进，超过250Hz后以100Hz的频率为步进。
思考：W681512PCM编解码器输出的PCM数据的速率是多少？在本次实验系统中，为什么要给W681512提供64KHz的时钟，改为其他时钟频率的时候，观察的时序有什么变化？答：速率为2.045MHZ认真分析W681512主时钟与8KHz帧收、发同步时钟的相位关系。
答：主时钟与8KHz帧收同步时钟，8KHz收同步时钟的周期为125us，第n个帧同步信号与主时钟相位相同，第n+1个与主时钟相位相反。
实验项目二PCM编码规则验证注意，记录波形后不要调节示波器，因为正弦波的位置需要和编码输出的位置对应。
（2）在保持示波器设置不变的情况下，以FS为触发观察PCM量化输出，记录波形。
（3）再以FS为触发，观察并记录PCM编码的A律编码输出波形，填入下表中。
整个过程中，保持示波器设置不变。
（4）再把3号模块设置为【μ律编码观测实验】，重复步骤（1）（2）（录μ律编码相关波形。
A律波形：帧同步信号：编码输入信号：PCM量化输出信号：PCM编码输出信号：编码输入信号：PCM量化输出信号：PCM编码输出信号：（5）对比观测编码输入信号和译码输出信号。
2、用示波器观测FS信号与编码输出信号，并记录二者对应的波形。
思考：为什么实验时观察到的PCM编码信号码型总是变化的？答：PCM是数字编码。
它将每个通道的指令数字化了，所以用示波器会看到这各编码总是在变化中的。
实验项目四PCM编码A/μ律转换实验概述：该项目是对比观测A律PCM编码和μ律PCM编码的波形，从而了解二者区别与联系。
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口目的端口连线说明5、设置主控菜单，选择【μ转A律转换实验】，并将1号模块对应设置成A 然后按上述步骤观测实验波形情况。
pcm编译码器实验报告PCM编码器实验报告引言在现代通信领域中，数字信号处理技术扮演着至关重要的角色。
PCM编码器作为一种数字信号处理技术的应用，被广泛应用于音频和语音通信系统中。
本文将介绍PCM编码器的原理、实验过程和结果，并对其性能进行评估和分析。
一、PCM编码器的原理PCM编码器（Pulse Code Modulation Encoder）是一种将模拟信号转换为数字信号的技术。
其基本原理是将连续的模拟信号离散化，然后将每个采样值用二进制数表示。
PCM编码器由采样、量化和编码三个步骤组成。
1. 采样采样是将连续的模拟信号在时间上进行离散化的过程。
在实验中，我们使用了一个采样频率为Fs的采样器对模拟信号进行采样。
采样频率决定了信号在时间轴上的离散程度，过低的采样频率会导致信号失真，而过高的采样频率则会浪费计算资源。
2. 量化量化是将连续的采样值映射为离散的量化级别的过程。
在实验中，我们使用了一个分辨率为N的量化器对采样值进行量化。
分辨率决定了量化级别的数量，过低的分辨率会导致信息丢失，而过高的分辨率则会增加编码的复杂性。
3. 编码编码是将量化后的离散值用二进制数表示的过程。
在实验中，我们使用了一种线性编码的方法，将每个量化级别映射为一个二进制码字。
编码后的二进制数可以通过数字信号传输或存储。
二、实验过程为了验证PCM编码器的性能，我们设计了一套实验方案，包括信号生成、PCM 编码器实现和性能评估三个步骤。
1. 信号生成我们选择了一个简单的音频信号作为实验输入信号。
通过声卡输入设备，我们将音频信号输入到计算机中。
在计算机上，我们使用MATLAB软件对音频信号进行处理，包括采样频率和量化分辨率的设置。
2. PCM编码器实现为了实现PCM编码器，我们使用MATLAB编程语言编写了一段代码。
该代码根据采样和量化的参数，对输入信号进行采样、量化和编码，最终输出PCM编码的二进制数据。
3. 性能评估为了评估PCM编码器的性能，我们使用了两个指标：信噪比（SNR）和失真度。
实验四脉冲编码调制(pcm)实验一、实验目的通过本实验,学生应达到以下要求: 1,了解语音信号pcm编译码的工作原理及实现过程. 2,验证pcm编译码原理. 3,初步了解pcm专用大规模集成电路的工作原理和应用. 4,了解语音信号数字化技术的主要指标,学习并掌握相应的测试方法.二、实验内容本实验可完成以下实验内容：? 观察测量pcm调制解调的各种时隙信号 ? 观察编译码波形? 测试动态范围、信噪比和系统频率特性 ? 对系统性能指标进行测试和分析? 系统输出信噪比特性测量? 编码动态范围和系统动态范围测量 ? 系统幅频特性测量 ? 空载噪声测量三、基本原理脉冲编码(pcm)技术已经在数字通信系统中得到了广泛的应用.十多年来,由于超大规模集成技术的发展,pcm通信设备在缩小体积,减轻重量,降低功耗,简化调试以及方便维护等方面都有了显著的改进.目前,数字电话终端机的关键部件,如编译码器(codec)和话路滤波器等都实现了集成化.本实验是以这些产品编排的 pcm 编译码系统实验,以期让实验者了解通信专用大规模集成电路在通信系统中应用的新技术. pcm 数字电话终端机的构成原理如图 4.1 所示.实验只包括虚线框内的部分,故名 pcm编译码实验.发滤波器voice编码器合路发混合装置收滤波器译码器分路收图4.1 pcm数字电话终端机的结构示意图1、实验原理和电路说明pcm编译码系统由定时部分和pcm编译码器构成,电路原理图附于本章后. ? pcm编译码原理为适应语音信号的动态范围,实用的pcm编译码必须是非线性的.目前,国际上采用的均是折线近似的对数压扩特性.itu-t 的建议规定以 13 段折线近似的 a 律(a=87.56)和 15段折线近似的μ律(μ=255)作为国际标准.a 律和μ律的量化特性初始段如图 4.2 和图 4.3所示.a律和μ律的编译码表分别列于表1和表2.(附本章后) 这种折线近似压扩特性的特点是:各段落间量阶关系都是 2 的幂次,在段落内为均匀分层量化,即等间隔16个分层,这些对于用数字电路实现非线性编码与译码是极为方便的. ? pcm编译码器简介鉴于我国国内采用的是a律量化特性,因此本实验采用tp3067专用大规模集成电路,它是cmos工艺制造的单片pcma律编译器,并且片内带输入输出话路滤波器. tp3067的管脚如图4.4所示,内部组成框图如图4.5所示. tp3067的管脚定义简述如下:(1)vpo+ 收端功率放大器的同相输出端.(2)gnda 模拟地.所有信号都以此管脚为参考. (3)vpo- 收端功放的反相输出端.(4)vpi 收端功放的反相输入端.(5)vfro 接收部分滤波器模拟输出端. (6)vcc +5v电压输入.(7)fsr接收部分帧同步时隙信号,是一个8khz脉冲序列. (8)dr接收部分pcm码流解码输入端.(9)bclkr/clksel位时钟(bitclock),它使pcm码流随着fsr上升沿逐位移入dr端,位时钟可以为从 64khz 到 2048mhz 的任意频率.或者作为一个逻辑输入选择 1536mhz,1544mhz或2048mhz,用作同步模式的主时钟.(10)mclkr/pdn接收部分主时钟,它的频率必须为1536mhz,1544mhz或2048mhz.可以和mcklx异步,但是同步工作时可达到最佳状态.当 mclkx 接低电平,mclkr被选择为内部时钟,当 mclkx接高电平,该芯片进入低功耗状态.(11)mclkx发送部分主时钟,必须为1536mhz,1544mhz或2048mhz.可以和mclkr异步,但是同步工作时可达到最佳状态.(12)bclkx发送部分时钟,使pcm码流逐位移入dr端.可以为从64khz到2048mhz的任意频率,但必须和mclkx同步.(13)dx发送部分pcm码流编码输出端.(14)fsx发送部分帧同步时隙信号,为一个8khz的脉冲序列. (15)tsx漏极开路输出端,它在编码时隙输出低电平.(16)anlb 模拟反馈输入端.在正常工作状态下必须置成逻辑0.当置成逻辑1时,发送部分滤波器的输入端并不与发送部分的前置滤波器相连,而是和接收部分功放的vpo+相连.(17)gsx发送部分输入放大器的模拟基础,用于在外部同轴增益. （18）vfxi发送部分输入放大器的反相输入端。
PCM编码实验报告实验目的：本实验旨在了解PCM（脉冲编码调制）编码的原理和应用，掌握PCM编码的基本过程和方法，以及理解PCM编码的优缺点。
实验器材：1.音频信号源2.音频调制解调器3.示波器4.电脑及相关软件实验原理：实验过程：1.连接音频信号源和音频调制解调器，将音频信号输出到音频解调器的输入端口。
2.设置音频信号频率和幅度，调节调制解调器的参数，使得有合适的幅度和频率。
3.将音频解调器的输出连接到示波器上，观察波形是否有明显的变化。
4.使用电脑及相关软件，将示波器上的波形进行基于PCM编码的数字化处理。
5.观察PCM编码后的音频信号在电脑软件上的显示效果。
实验结果：经过PCM编码，音频信号成功地被数字化处理，并在电脑软件上显示出来。
信号的幅度和频率得到了有效的量化和编码。
实验分析：PCM编码的优点包括：可靠性高，抗干扰能力强，传输质量好。
PCM 编码可以将连续的模拟信号转换为数字信号进行传输和处理，可以减少信号传输过程中的噪声和失真。
同时，PCM编码还可以对信号进行压缩，提高传输效率。
PCM编码的缺点包括：需要较大的带宽和传输速率；编码和解码的复杂度较高，需要较多的处理器和存储空间。
此外，PCM编码对信号的输入范围和精度有一定的要求，如果输入的信号超出了范围或者精度不够高，就会导致编码误差增大或者数据丢失。
实验感想：通过本次实验，我对PCM编码的原理和应用有了更深入的了解。
PCM 编码是一种常用的数字音频编码方式，广泛应用于音频信号的传输、存储和处理中。
掌握PCM编码的基本过程和方法，对于理解和应用数字音频技术具有重要意义。
同时，我还发现PCM编码在音频信号的数字化处理中，具有较高的可靠性和传输质量，但也存在一定的局限性。
综上所述，PCM 编码是一种值得深入研究和应用的数字音频编码技术。
A律PCM编码系统设计与仿真实验
一、实验内容简介
利用软件及蓝牙身背组件点对点式连接，可以观察不同链接方式下数据速率的变化，以及不同接入技术下性能的区别。
1.了解A律13折线近似与PCM编解码原理；
2.画出信号原始波形和PCM编码、译码后的波形；
3.画出不同幅度A下，PCM译码后的量化信噪比；
4.非均匀量化与均匀量化的线性编码比较分析；
二、实验室实验
2.1实验室实验步骤
在主界面中，点击“测试”按钮，打开“PCM线性编码”标签，进入线性仿真实验界面,输入信号幅度、频率和编码的码长，观测原始信号和量化波形。
输入随机错误的误码率和突发错误的代码，观测加入错误的译码波形，比较两种波形的差别。
2.2实验室实验结果
2.3实验室实验结果分析
从上图分析可知，量化信噪比随着输入信号幅度的变化而变化，而线性PCM是模拟语音信号经过采样、幅度量化和二进制编码后，有解码器做数模转换后由低通滤波器恢复出现原始的模拟语音信号波形，未经过任何另外的编码和压缩处理，编码目标是让解码器恢复出的模拟信号在波形上尽量与编码前原始波形相一致，所以失真要小。
三、自编实验
3.1自编仿真程序
t=[0:0.1:2*pi];
s=sin(t);
dx=0.001;
x=-1:dx:1;
A=87.6;
for i=1:length(x)
if abs(x(i))<1/A
ya(i)=A*x(i)/(1+log(A));
else
ya(i)=sign(x(i))*(1+log(A*abs(x(i))))/(1+log(A));
end
end
figure(1)
plot(x,ya,'k.:');
title('A')
xlabel('x');
ylabel('y');
grid on
hold on
xx=[-pi/2,asin(-7/8),asin(-6/8),asin(-5/8),asin(-4/8),asin(-3/8),asin(-2/8),asin(-1/8),asin(1/8),asin(2/ 8),asin(3/8),asin(4/8),asin(5/8),asin(6/8),asin(7/8),pi/2]
yy=[-1,-7/8,-6/8,-5/8,-4/8,-3/8,-2/8,-1/8,1/8,2/8,3/8,4/8,5/8,6/8,7/8,1]
plot(xx,yy,'r');
stem(xx,yy,'b-.');
legend('A律压缩特性','折线近似A律');
partition=[-1:1/32:1];
codebook=[-32:1:32];
[index,ya,distor]=quantiz(s,partition,codebook); figure(2)
subplot(2,1,1);
plot(t,s);
subplot(2,1,2);
plot(t,ya,'*');axis([0,7,-40,40]);
nu=ceil(log2(64));
codebook=zeros(length(s),nu)
for m=1:length(s)
for j=nu:-1:0
if(fix(ya(m)/(2^j))==1)
codebook(m,nu-j)=1;
ya(m)=ya(m)-2^j;
end
end
end
codebook
3.2自编仿真实验结果
非均匀量化编码
3.3自编实验结果与实验室实验结果对比分析
（1）对均匀编码和非均匀编码，量化信噪比随着输入信号幅度的变化而变化；（2）在输入正弦信号幅度相同的情况下，经过A律13折线近似的PCM非均匀量化编码后的信号量化信噪比要比均匀量化编码后的信噪比小，因此，非均匀量化可以有效地改善量化信噪比。
