实验十 自适应差分脉冲编码调制与解调实验

3.脉冲编码调制PCM_标准实验报告一、实验目的：1. 了解脉冲编码调制（PCM）的原理及其应用。

2. 熟悉DSP开发平台。

3. 完成PCM的硬件电路设计与软件编程。

二、实验原理：1. PCM原理：脉冲编码调制（PCM）是一种数字信号处理技术，将模拟信号按照一定的规律离散化，转化为数字信号，再传输或存储。

PCM系统由三个部分组成：采样、量化和编码。

缺点：1. PCM方法对采样率和量化位数较为敏感。

2. 处理量大，处理速度慢。

3. 每次采样都独立进行，与前一次的采样结果没有关联。

1. 采样值易于处理，可以方便地进行数字信号处理。

2. 可以通过更改量化位数和采样率等参数，以兼顾信号的数据量和品质。

2. 实验步骤：a. 编程：使用CCS软件并在TI DSP C 5428 Starter Kit开发板上完成。

b. 硬件设计：ADC和DAC芯片接口实现PCM。

三、实验过程：1. 编译代码：在CCS软件中设置项目属性，并编译好主程序、看门狗模块程序、初始化模块程序及中断模块程序。

2. 设置采样率：根据需要，设置采样率及准备除采样及量化外的程序代码。

3. 硬件电路设计：将ADC芯片、DAC芯片及DSP开发板连接起来，实现PCM功能。

Four、实验结果：经过实验及测试，能够成功将模拟信号转换为数字信号，并以数字信号的方式进行输出或存储。

同时，PCM系统在处理语音、图像及信号传输等领域中应用广泛。

五、实验感想：通过本次实验，掌握了PCM技术的原理和应用，加深了对总线接口及模拟信号与数字信号的概念和认知。

同时，也学习到了如何使用DSP开发平台及CCS软件进行程序开发、编译及测试等工作。

在今后的研究工作中，PCM技术将是一个非常有用的数学处理工具，值得进一步深入研究。

实验四脉冲编码调制解调实验一、实验目的1、掌握脉冲编码调制与解调的原理；2、掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法；3、了解脉冲编码调制信号的频谱特性；4、了解大规模集成电路W681512的使用方法。

二、实验内容1、观察脉冲编码调制与解调的结果，分析调制信号与基带信号之间的关系；2、改变基带信号幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况；3、改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况；4、改变位同步时钟，观测脉冲编码调制波形。

三、实验仪器1、信号源模块一块2、模块2 一块3、20M 双踪示波器一台4、立体声耳机一副5、连接线若干四、实验原理（一）基本原理脉冲编码调制（PCM）简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。

脉码调制的过程如图4-1所示。

PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。

抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号；量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散、幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。

国际标准化的PCM码组（电话语音）是用八位码组代表一个抽样值。

编码后的PCM码组，经数字信道传输，在接收端，用二进制码组重建模拟信号，在解调过程中，一般采用抽样保持电路。

预滤波是为了把原始语音信号的频带限制在300Hz ～3400Hz 左右，所以预滤波会引入一定的频带失真。

在整个PCM 系统中，重建信号的失真主要来源于量化以及信道传输误码。

通常，用信号与量化噪声的功率比，即信噪比S/N 来表示。

国际电报电话咨询委员会（ITU-T ）详细规定了它的指标，还规定比特率为64kbps ，使用A 律或μ律编码律。

下面将详细介绍PCM 编码的整个过程，由于抽样原理已在前面实验中详细讨论过，故在此只讲述量化及编码的原理。

图4-1 PCM 调制原理框图1、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。

实验四脉冲编码调制与解调实验一、实验目的1．掌握脉冲编码调制与解调的原理。

2．掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。

3．了解脉冲编码调制信号的频谱特性。

4．了解大规模集成电路TP3067的使用方法。

二、实验内容1．观察脉冲编码调制与解调的结果，观察调制信号与基带信号之间的关系。

2．改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。

3．改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。

4．观察脉冲编码调制信号的频谱。

三、实验器材1.信号源模块2.模拟信号数字化模块3.终端模块（可选）4.频谱分析模块5.20M双踪示波器一台6.音频信号发生器（可选）一台7.立体声单放机（可选）一台8.立体声耳机一副9.连接线若干四、实验原理模拟信号进行抽样后，其抽样值还是随信号幅度连续变化的，当这些连续变化的抽样值通过有噪声的信道传输时，接收端就不能对所发送的抽样准确地估值。

如果发送端用预先规定的有限个电平来表示抽样值，且电平间隔比干扰噪声大，则接收端将有可能对所发送的抽样准确地估值，从而有可能消除随机噪声的影响。

脉冲编码调制（PCM）简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。

脉码调制的过程如图8-1所示。

PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。

抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号；量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。

国际标准化的PCM码组（电话语音）是八位码组代表一个抽样值。

编码后的PCM 码组，经数字信道传输，在接收端，用二进制码组重建模拟信号，在解调过程中，一般采用抽样保持电路。

预滤波是为了把原始语音信号的频带限制在300－3400Hz 左右，所以预滤波会引入一定的频带失真。

PCM 调制原理框图在整个PCM 系统中，重建信号的失真主要来源于量化以及信道传输误码，通常，用信号与量化噪声的功率比，即信噪比S/N 来表示，国际电报电话咨询委员会（ITU-T ）详细规定了它的指标，还规定比特率为64kb/s ，使用A 律或μ律编码律。

实验记录一实验目的1.理解脉冲幅度调制的原理和特点。

2.了解脉冲幅度调制波形的频谱特性。

二实验内容1.观察基带信号，脉冲幅度调制信号，抽样时钟的波形，并注意观察他们之间的相互关系及特点。

2.改变基带信号或抽样时钟的频率，重复观察波形。

3.观察脉冲幅度调制波形的频谱。

三实验器材1信号源模板2 PAM,AM 模板3终端模块4频谱分析模块520M双踪示波器(一台)6频率计(一台)7音频信号发生器(一台)8立体声单放机(一台)9 立体声耳机(一副)10 连接线(若干) 四实验原理1 一抽样定理表明：一个频带限制在( 0，f H)内的时间连续信号m(t),如果以秒--------------- 的间隔对2*fH他进行等间隔抽样，则m(t)将被所得到的抽样值完全确定。

假定将信号m(t)和周期为T的冲击函数T (t)相乘，如图7-1所示。

乘积便是均匀间隔为T秒的冲激序列，这些冲击序列的强度等于相应瞬时上m(t)的值，他表示对函数m(t)的抽样函数。

若用m s(t) 表示此抽样函数，则有：m s(t)= m(t)* T (t)m(t)m s(t) m(t)＞低通滤波器图7-1抽样与恢复课程名称实验记录: 假设m(t)， T (t)和m s (t)的频谱分别为M(w), T (w)和M s (w)。

按照频率卷积定理， m(t)T (t)和的傅里叶变换是 M(w)和T (w)的卷积： 1 M s (w) =Q *2 * T= T n2 *s =T1 M s (w)=—[M ( T [M(w)* 因为所以由卷积关系，上式可写成1M s (w) =厂T n该是表明，已抽样信号M s (w)中包含M ( T ( )* s )m s (t)的频谱 s )T ( n s )] M s (w)是无穷多个间隔为s 的相叠加而成。

这就意味着)的全部信息。

需要注意，若抽样间隔 T 变得大于 —— 2 * -，则M ()和 f H T (w)的卷积在相邻的周期内存在重叠(亦称混叠)，因此不能由M s (w)恢复M ()。

实验七脉冲编码调制与解调实验一、实验目的1．掌握脉冲编码调制与解调的原理。

2．掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。

3．了解脉冲编码调制信号的频谱特性。

4．了解大规模集成电路TP3067的使用方法。

二、实验内容1．观察脉冲编码调制与解调的结果，观察调制信号与基带信号之间的关系。

2．改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。

3．改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。

4．观察脉冲编码调制信号的频谱。

三、实验器材1.信号源模块2.模拟信号数字化模块3.终端模块（可选）4.频谱分析模块5.20M双踪示波器一台6.音频信号发生器（可选）一台7.立体声单放机（可选）一台8.立体声耳机一副9.连接线若干四、实验原理模拟信号进行抽样后，其抽样值还是随信号幅度连续变化的，当这些连续变化的抽样值通过有噪声的信道传输时，接收端就不能对所发送的抽样准确地估值。

如果发送端用预先规定的有限个电平来表示抽样值，且电平间隔比干扰噪声大，则接收端将有可能对所发送的抽样准确地估值，从而有可能消除随机噪声的影响。

脉冲编码调制（PCM）简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。

脉码调制的过程如图7-1所示。

PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。

抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号；量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。

国际标准化的PCM码组（电话语音）是八位码组代表一个抽样值。

编码后的PCM码组，经数字信道传输，在接收端，用二进制码组重建模拟信号，在解调过程中，一般采用抽样保持电路。

预滤波是为了把原始语音信号的频带限制在300－3400Hz左右，所以预滤波会引入一定的频带失真。

44下面对PCM 编译码专用集成电路TP3067芯片做一些简单的介绍。

自适应脉冲编码调制引言自适应脉冲编码调制（Adaptive Pulse Coded Modulation, APCM）是一种数字通信中常用的调制技术，它通过调整脉冲编码的参数以适应不同的信道条件，提高通信系统的可靠性和效率。

本文将从原理、应用和优缺点三个方面对自适应脉冲编码调制进行全面探讨。

原理什么是自适应脉冲编码调制自适应脉冲编码调制是一种根据信道质量和传输需求动态调整脉冲编码参数的调制技术。

传统的脉冲编码调制技术通常使用固定的脉冲符号来表示数字信息，而自适应脉冲编码调制则根据信道的实际情况，选择合适的脉冲形状、宽度和幅度等参数进行动态调整。

自适应脉冲编码调制的实现方式自适应脉冲编码调制的实现方式主要包括以下几个步骤： 1. 信道质量估计：通过发送已知的脉冲序列，并在接收端进行观测和分析，估计当前信道的质量。

2. 参数选择：根据信道质量估计结果，选择合适的脉冲形状、宽度和幅度参数。

3. 反馈调整：将选择好的参数反馈给发送端，以便发送端进行相应的脉冲编码调整。

4. 数据传输：使用调整后的脉冲编码进行数字信息的传输。

应用自适应脉冲编码调制在数字通信领域有广泛的应用，以下是几个常见的应用场景。

无线通信系统在无线通信系统中，信道条件经常会发生变化，如移动用户的位置变化、信号强度波动等。

自适应脉冲编码调制技术可以根据当前信道的实时状态，选择合适的脉冲编码参数以提高通信质量。

光纤通信系统光纤通信系统中受到的噪声和失真常常会导致信号质量下降，自适应脉冲编码调制可以通过调整脉冲编码参数适应不同的光纤传输特性，提高接收端的信号质量。

多载波调制系统在多载波调制系统中，不同的子载波通常会处于不同的信道条件下，自适应脉冲编码调制技术可以根据子载波的信道质量选择合适的脉冲编码参数，以提高整个系统的传输效率和可靠性。

优缺点优点1.提高信号传输质量：通过动态调整脉冲编码参数以适应不同的信道，可以有效提高信号的传输质量和可靠性。

实训三：脉冲编码调制（PCM ）实验
一、实验目的
1、了解语音信号编译码的工作原理；
2、验证PCM 编码原理；
3、初步了解PCM 专用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及测试方法；
二、实验仪器 双踪同步示波器
三、实验内容与步骤
1、用示波器在（TP1）观察主振波形、在（TP2）、（TP3）和（TP4）观察波形，记录它们的频率和幅度；并比较（TP3）和（TP4）的相位，在同一坐标系中画出其波形；
（TP1）和（TP2）
（TP3）和（TP4）
2、打开低频函数发生器电源，用示波器观察输出端，调节频率和幅度电位器，输出正弦波f = 1KHz 、Vp-p = 2V ；
3、正弦波信号从信号输入端（TP5）输入；
4、观察（TP6）PCM 编码输出的码流，画出其波形；
PCM 编码输出（TP6）
5、连接（TP6）—（TP7）观察经译码和接收低通滤波器恢复出的同相输出音频信号（TP8）和反相输出的音频信号（TP8′），记录各点的波形频率和幅度；
译码输出（TP8）
译码输出（TP8’）
6、测试系统的频率特性：改变信号频率f ，在（TP8）观察经低通滤波器后的音频信号，测量整个系
四、实验报告
1、整理实验数据，画出相应的曲线和波形；
2、PCM编译系统由那些部分构成？各部分的作用是什么？
3、实验心得与体会。

实验三脉冲编码调制与解调实验一、实验目的1、掌握脉冲编码调制与解调的原理。

2、掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。

3、了解脉冲编码调制信号的频谱特性。

4、了解大规模集成电路TP3067的使用方法。

二、实验内容1、观察脉冲编码调制与解调的结果，分析调制信号与基带信号之间的关系。

2、改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。

3、改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。

4、观察脉冲编码调制信号的频谱。

三、实验仪器1、信号源模块2、模拟信号数字化模块3、频谱分析模块（可选）4、终端模块（可选）5、20M双踪示波器一台6、音频信号发生器（可选）一台7、立体声单放机（可选）一台8、立体声耳机（可选）一副9、连接线若干四、实验原理先规定模拟信号进行抽样后，其抽样值还是随信号幅度连续变化的，当这些连续变化的抽样值通过有噪声的信道传输时，接收端就不能对所发送的抽样准确地估值。

如果发送端用预的有限个电平来表示抽样值，且电平间隔比干扰噪声大，则接收端将有可能对所发送的抽样准确地估值，从而有可能消除随机噪声的影响。

脉冲编码调制（PCM）简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。

脉码系统原理框图如图3-1所示。

PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。

抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号；量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散、幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。

国际标准化的PCM码组（电话语音）是用八位码组代表一个抽样值。

编码后的PCM码组，经数字信道传输，在接收端，用二进制码组重建模拟信号，在解调过程中，一般采用抽样保持电路。

预滤波是为了把原始语音信号的频带限制在300－3400Hz左右，所以预滤波会引入一定的频带失真。

图3-1 PCM 系统原理框图在整个PCM系统中，重建信号的失真主要来源于量化以及信道传输误码。

脉冲编码调制（PCM）实验一、实验目的1. 了解语音信号编译码的工作原理；2. 验证PCM编码原理；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及测试方法。

实验仪器双踪同步示波器1台；直流稳压电源I台；低频信号发生器I台；失真度测试仪I台；PCM实验箱I台。

实验原理PCM数字终端机的结构示意图如下:收PCM原理图如下:PCM 编译码原理为： 1. P CM 主要包括抽样、量化与编码三个过程 2•抽样:把连续时间模拟信号转换成离散时间连续幅度的抽样信号；3. 量化:把离散时间连续幅度的抽样信号转换成离散时间离散幅度的数字 信号；4. 编码:将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。

5. 国际标准化的PCM 码组（电话语音）是八位码组代表一个抽样值。

6. CCITT G.712详细规定了它的S/N 指标，还规定比特率为64Kb/s.使用 A 律或u 律编码律。

实验采用A 律13折线的PCM 编码,各段落间量阶关系都是2的倍数，在段落 内为均匀分层量化，即等问隔16个分层。

系统性能测试有三项指标，即动态范围、信噪比特性和频率特性。

在满足一定信 噪比（SIN 条件下，编译码系统所对应的音频信号的幅度范围定义为动态范围。

A 律13折线和其编码表为:A 律13折线图A 律13折线编码表 段落序号段落码c2 c3 c4段内码c5 c6 c7 c8811100001111711000001111610100001111510000001111401100001111301000001111200100001111100000001111PCM编译码系统动态范围样板值图:（一）时钟部分：1.主振频率为4096KHZ用示波器在测试点（1）观察主振波形，用示波器测量其频率。

同样在（2）、（3）和（4）观察并测量其它时钟信号，并记录各点波形的频率和幅度。

（二）PCM编译码器：1•音频信号（f=1KHz,Vpp=2V）从⑸、（5）输入；在（6）观察到PCM编码输出的码流；2•连接⑹-（7）,在测试点（8）可观察到经译码和接收低通滤波器恢复出的输出音频信号，记录测试此点的波形参数。

脉冲编码调制（PCM）实验一、实验目的：学会利用MATLAB软件对脉冲编码的仿真。

通过实验提高学生实际动手能力和编程能力，为日后从事通信工作奠定良好的基础。

二、实验内容：（1）根据抽样值+1270，利用MATLAB软件编写其PCM程序，进一步加强对PCM编码原理的理解。

（2）根据抽样值-93，利用MATLAB软件编写其PCM程序。

三、程序和实验结果：（1）+1270x=+1270;if x>0c1=1;elsec1=0;endif abs(x)>0&&abs(x)<16c2=0;c3=0;c4=0;m=1;elseif abs(x)>16&&abs(x)<32c2=0;c3=0;c4=1;m=1;elseif abs(x)>32&&abs(x)<64c2=0;c3=1;c4=0;m=2;elseif abs(x)>64&&abs(x)<128c2=0;c3=1;c4=1;m=4;n=64;elseif abs(x)>128&&abs(x)<256c2=1;c3=0;c4=0;m=8;elseif abs(x)>256&&abs(x)<512c2=1;c3=0;c4=1;m=16;elseif abs(x)>512&&abs(x)<1024c2=1;c3=1;c4=0;m=32;elseif abs(x)>1024&&abs(x)<2048c2=1;c3=1;c4=1;m=64;n=1024;enda=fix((abs(x)-n)/m);c8=mod(a,2);c7=mod(fix(a/2),2);c6=mod(fix(fix(a/2)/2),2);c5=fix(fix(fix(a/2)/2)/2);（2）-93x=-93;if x>0c1=1;elsec1=0;endif abs(x)>0&&abs(x)<16c2=0;c3=0;c4=0;m=1;elseif abs(x)>16&&abs(x)<32c2=0;c3=0;c4=1;m=1;elseif abs(x)>32&&abs(x)<64c2=0;c3=1;c4=0;m=2;elseif abs(x)>64&&abs(x)<128c2=0;c3=1;c4=1;m=4;n=64;elseif abs(x)>128&&abs(x)<256c2=1;c3=0;c4=0;m=8;elseif abs(x)>256&&abs(x)<512c2=1;c3=0;c4=1;m=16;elseif abs(x)>512&&abs(x)<1024c2=1;c3=1;c4=0;m=32;elseif abs(x)>1024&&abs(x)<2048c2=1;c3=1;c4=1;m=64;n=1024;enda=fix((abs(x)-n)/m);c8=mod(a,2);c7=mod(fix(a/2),2);c6=mod(fix(fix(a/2)/2),2);c5=fix(fix(fix(a/2)/2)/2);四、实验结果及分析：(1)结果图1抽样值+1270的PCM程序图2抽样值-93的PCM程序（2）分析●确定极性码：若x>0则c1赋值为1，x<0则c1赋值为0●确定段落码:确定abs(x)的值所落区间，对应赋值段c2c3c4,确定段内码时会用到均匀量化间隔m和起始电平，在第4和第8段内赋值起始电平n●确定段内码:fix函数功能取整，mod函数功能余,a=fix((abs(x)-n)/m)，用于确定段内码的区间。

通信系统原理实验指导书（必修）第二版电子与信息工程学院巩荣芬储茂祥主编前言通信系统原理课程是一门理论性与实践性都很强的专业基础课。

如何加强理论课程的学习，加深学生对本课程中的基本理论知识及其基本概念的理解，提高学生理论联系实际的能力，如何培养学生实践动手能力和分析解决通信工程中实际问题的能力是通信系统原理教学的当务之急。

而通信系统原理实验课程就是一种重要的教学手段和途径。

本通信系统原理实验指导书将通信系统原理的基础知识灵活地运用在实验教学环节中。

本实验指导书力求讲解的电路原理清楚，重点突出；其实验内容的安排合理、丰富，并具有一定的代表性。

同时，注重理论分析与实际动手相结合，以理论指导实践，以实践来验证基本原理，旨在提高学生分析问题、解决问题的能力及动手能力，并通过有目的地选择完成综合性实验和设计性实验项目及二次开发，使学生进一步巩固理论基本知识，建立完整的通信系统的概念。

总之，不论是基本原理的验证性实验还是通信系统的综合性实验都会加深学生对基本知识的理解和渗透，提高他们的动手操作能力，以更好的适应时代发展的需要。

本实验要求同学在做完每个实验后，要认真书写实验报告，对实验数据的正确性进行分析，并写出心得和体会。

目录前言 (1)目录 (2)实验一 移频键控调制与解调实验 (3)实验二 移相键控调制与解调实验 (7)实验三 自适应差分脉冲编码调制与解调实验 (11)实验四 增量调制与解调实验 (15)实验五 同步信号提取实验 (19)实验六 TDM-PCM系统实验（综合性实验） (23)参考文献 (27)实验一 移频键控调制与解调实验一、实验目的1、掌握FSK 调制与解调的原理。

2、掌握FSK 调制与解调的方法。

二、实验内容1、观察NRZ 码信号波形。

2、观察FSK 调制过程信号波形。

3、观察FSK 解调过程信号波形。

三、实验仪器1、信号源模块2、数字调制模块3、数字解调模块4、20M 双踪示波器 一台5、频率计 一台6、信号发生器 一台7、连接线 若干四、实验原理1、2FSK 调制原理2FSK 信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态的，被调载波的频率随二进制序列0、1状态而变化，即载频为0f 时代表传0，载频为1f 时代表传1。

实验四脉冲编码调制与解调实验一、实验目的1、掌握脉冲编码调制与解调的原理2、掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法3、了解脉冲编码调制信号的频谱特性4、了解大规模集成电路TP3067的使用方法二、实验内容1、观察脉冲编码调制与解调的结果，观察调制信号与基带信号之间的关系2、改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况3、改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况4、观察脉冲编码调制信号的频谱三、实验器材1、信号源模块2、模拟信号数字化模块3、终端模块4、频谱分析模块5、20M双踪示波器6、音频信号发生器7、立体声耳机8、连接线四、实验原理脉冲编码调制简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式，PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。

1、我们先讨论均匀量化。

Mab v -=∆量化过程可表达为=y )(x Q =}{1+<<k k x x x Q =k y输入信号的最小值和最大值分用a 和b 表示，量化电平数位M ，那么，均匀量化的量化间隔为：q 为第i 个量化区间的量化电平，可表示为=i q 21++i i m m 上述均匀量化的主要缺点是，无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值都固定不变。

均匀量化似的信号动态范围将受到较大的限制。

为了克服这个缺点，实际中，汪汪采用非均匀量化。

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。

因为量化噪声对大、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在进行均匀量化。

本实验模块采用的PCM 编码方式也是A 压缩律。

所谓A 压缩率具有如下特性：A Ax y ln 1+=,A X 10<<A Ax y ln 1ln 1++=,11<<X A2、编码所谓编码就是把量化后的信号变换成代码，下面结合13折线的量化来加以说均按8段折线进行编码。

实验四脉冲编码调制与解调实验一、实验目的1、掌握脉冲编码调制与解调的原理2、掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法3、了解脉冲编码调制信号的频谱特性4、了解大规模集成电路TP3067的使用方法二、实验内容1、观察脉冲调制与解调的结果，观察调制信号与基带信号之间的关系2、改变基带信号的幅度，观察脉冲调制与解调信号的信噪比的变化范围3、改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况4、观察脉冲编码调制信号的频谱三、实验器材1、信号源模块2、模拟信号数字化模块3、终端模块4、频谱分析模块5、20M双踪示波器一台6、音频信号发生器一台7、连接线若干四、实验原理编码调制（PCM）简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。

脉码调制的过程如图4-1所示。

PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。

抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号；量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。

图4-1 PCM 调制原理框图1.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。

如图4-2所示，量化器Q 输出L 个量化值k y ，k=1，2，3，…，L 。

k y 常称为重建电平或量化电平。

当量化器输入信号幅度x 落在k x 与1+k x 之间时，量化器输出电平为k y 。

这个量化过程可以表达为：{}1(),1,2,3,,k k k y Q x Q x x x y k L +==<≤==这里k x 称为分层电平或判决阈值。

通常k k kx x -=∆+1称为量化间隔。

模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化，我们先讨论均匀量化。

上述均匀量化的主要缺点是，无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值都固定不变，均匀量化时的信号动态范围将受到较大的限制。