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程控实验课程设计报告
题目:PCM编码器与PCM解码器的MATLAB实现

学生姓名: xxx
学号: 0910406003
系别: 物理与信息工程系
专业: 通信工程
指导教师: xxxx
2012年 6月 2日
目录
摘要 3
关键词 3
前言 4
一、课程设计的目的 5
二、课程设计的内容 5
三、课程设计的要求 5
四、脉冲编码调制 6
PCM原理 6
五、模块设计和仿真图形分析 8
PCM编码器电路设计 8
10
PCM解码器电路设计 11
12
13
16
六、心得体会与总结 19
摘要
本设计结合PCM的抽样、量化、编码原理,利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,完成对脉冲编码调制系统的建模与仿真分析。用示波器观察编码与解码前后的信号波形;加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率;最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。通过本次课程设计,对PCM原理及性能有了更深刻的认识,并进一步掌握MATLAB软件的使用
关键词
MATLAB ;Simulink仿真平台;PCM编码器与解码器;
前言
MATLAB是用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,Simulink是MATLAB最重要的组件之一,它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。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。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活可以满足从底层到高层不同层次的设计、分析使用,形成多层系统,使系统设计更加简洁明了等优点。基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。
Matlab软件中的simulink具有良好的交互界面,通过分析窗口和示波器模拟等方法,提供一个可视的仿真过程,不仅在工程上得到应用,在数学领域也得到了公众的认可,尤其在信号分析、通信系统等领域得到了广泛的应用。它可以实现复杂的模拟、数字以及数模混合电路及各种速率的系统。本次课程设计主要阐述了如何利用simulink实现脉冲编码调制(PCM)及其译码过程。系统主要通过模块分层实现,主要的模块有:PCM编码模块、PCM译码模块、以及逻辑时钟控制信号等构成。通过仿真设计电路,分析仿真结果,为最终的硬件的实现提供充分的理论依据。
一、课程设计的目的
通过本次课程设计的学习我们不仅要能够加深对在课堂中的理论知识的理解并且巩固理论课上所学的有关 PCM编码和译码的基本的概念、理论和方法。利用Matlab软件平台运行,对模块进行调试、仿真和分析。对结果记性分析,输出结果应和结论一致,且符合理论。通过这些过程不但可以能锻炼我们发现问题、分析问题和解决问题的能力,而且还能够通过实验学习和掌握到书本中不能学习到的实践知识和经验。并且能够通过实验验证一些基本的简单的理论,为以后自己学习工作积累充分的实践知识和经验。
二、课程设计的内容
在本次课程设计中利用Matlab软件集成环境下的Simulink仿真平台,通过理论分析,设计一个 ,即在示波器上信号波形,根据运行的数据和波形来分析该系统性能。结合理论分析验证结果的正确性。
三、课程设计的要求
以Matlab的Simulink作为软件平台充分利用其提供的通信工具箱和信号处理工具箱中的模块,充分发挥Simulink的特点对脉冲编译码调制PCM系统进行模型构建。
利用Simulink对系统建模设计一个PCM的编译码器。
输入模拟的话音信号并且观察其输出波形。
输入数字信号并且观察期译码波形。
对系统设计进行仿真演示和结果的分析
四、脉冲编码调制
PCM原理
数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的,称为PCM(Pulse-code modulation),即脉冲编码调制。PCM是实现语音信号数字化的一种方法,就是把一个时间连续,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后在信道中传输。脉冲编码调制就是对模拟信号先抽样,再对样值幅度量化,编码的过程。PCM系统的原理框图简要介绍。原理框图如图2所示。
图1:PCM原理图
PCM的工作包括:抽样,量化,编码。下面分别对它们进行介绍一下:
1、抽样:把连续信号变为时间轴上离散的信号过程称为抽样抽样必须遵守奈奎斯特抽样定理。离散信号才可以完全代替连续信号。
2、量化:量化是把幅度连续变化的模拟量变成用有限为二进