文档介绍：通信原理课程设计报告
题目:A律PCM编码系统设计与仿真
姓名:
学院:
专业:
指导教师:
完成日期: 2012 年 1 月 7日
专业课程设计任务书
指导单位:自动化工程学院
指导教师:
专业和班级:
学生姓名:
设计题目:A律PCM编码系统设计与仿真
主要技术指标:
输入信号:s(t)=Asin(2πft+θ);
输入信号幅值:A=-70~0dB;
输入信号频率:f=4Hz;
抽样频率:fs=100Hz;
要求完成项目:
了解A律13折线近似与PCM编解码原理;
画出信号原始波形和PCM编码、译码后的波形;
画出不同幅度A下,PCM译码后的量化信噪比;
与均匀量化的线性编码比较分析;
要求完成时间:2012年1月9日
目录
目录 2
摘要 3
第一章基本原理 4
脉冲编码调制(PCM): 4
A律PCM编码规则: 4
A律压缩律原理: 4
13折线近似的原理 4
PCM编码规则 5
第二章系统设计 7
7
7
7
第三章程序块流程设计与检验 8
8
A律PCM编码规则: 8
PCM编码流程 8
9
10
第四章程序测试 11
连接全程序 11
图形显示和噪声性能比较 11
第五章总结 13
心得体会 13
意见和建议 13
附录: 14
参考文献 14
摘要
数字脉冲编码调制(PCM)是目前模拟信号数字化的基本方法,将时间离散的抽样值序列经量化、编码变换为二进制数字序列。量化是对抽样值的取值离散,根据量化间隔的不同选取分为均匀量化和非均匀量化,非均匀量化可以有效地改善信号的量化信噪比。语音信号的量化常采用ITU建议的对数特性的A律(中国和欧洲)和μ律(北美和日本)压缩的非均匀量化,为了便于采用数字电路实现量化,通常采用13折线和15折线近似代替A律和μ律。
第一章基本原理
脉冲编码调制(PCM):
脉冲编码调制(PulseCodeModulation),是对信号进行抽样和量化时,将所得的量化值序列进行编码,变换为数字信号的调制过程。它主要经过3个过程:抽样、量化和编码。抽样过程将连续时间模拟信号变为离散时间、连续幅度的抽样信号,量化过程将抽样信号变为离散时间、离散幅度的数字信号,编码过程将量化后的信号编码成为一个二进制码组输出。
A律PCM编码规则:
A律压缩律原理:
理想对数压缩:
需对的小信号段进行修正
图1. 对数压缩特性曲线
A律修正思想:
.过原点做的切线,切点b;
.切线ob段+曲线bc——A律压缩曲线。
A压缩律是指符合下式的对数压缩规律:
式中,x为压缩器归一化输入电压;y为压缩器归一化输出电压;A为常数,决定压缩程度。A压缩律中的常数A不同,则压缩曲线的形状也不同,它将特别影响小电压时的信号量噪比的大小,在实用中,。
13折线近似的原理
A律压缩表示式是一条连续的平滑曲线,用电子线路很难准确的实现。现在由于数字电路技术的发展,这种特性很容易用数字电路来近似实现,13折线特性就是近似于A压缩律的特性,其曲线见图2.
图2. 13折线压缩特性曲线
图中横坐标x在0~1区间中分为不均匀的8段。~1间的线段称为第8段;~间的线段称为第7段;~间的线段称为第6段;依此类推,直到0~间的线段称为第1段。图中纵坐标y则均匀的划分为8段。将这8段相应的坐标点(x,y)相连,就得到了一条折线。
PCM编码规则
输入信号x进行A律压缩,取A=,在第一象限,输出x端点对应:x=(),图形表示如图1.
在13折线法中采用的折叠码有8位。其中第一位C1表示量化值的极性正负。后面的7位分为段落码和段内码两部分,用于表示量化值的绝对值。其中第2~4位(C2~C4)是段落码,共计3位,可以表示8种斜率的段落;其他4位(C5~C8)为段内码,可以表示每一段落内的16种量化电平。段内码代表的16个量化电平是均匀划分的。所以,这7位码总共能表示128种量化值。
图3. A律曲线与13折线近似
第二章系统设计
本课程设计试图通过亲自完成均匀量化和非均匀量化的编码、译码的整体设计,加深对PCM编码的原理的理解,提高系统编程、系统测试以及系统分析的能力。
.根据技术指标,理