脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真

通信原理课程设计

题目：脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真院（系）：计算机与电子信息工程系

班级：10电本班

姓名：洪建峰

学号：201092170102

指导老师：邸敬

脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真

1 设计目的

加深对所学的通信原理知识理解，培养专业素质；掌握通信电路的设计方法，能够进行设计简单的通信电路系统；掌握通信系统安装的基本知识和技能，培养学生对通信电路系统的整机调试和检测的能力；通过专业课程设计掌握通信中常用的信号处理方法，能够分析简单通信系统的性能。

2 设计要求

画出系统结构框图，根据系统的工作原理，利用SystemView的模块画出系统的结构图并进行仿真，观察仿真波形。

3 设计原理

SystemView仿真软件可以实现多层次的通信系统仿真。脉冲编码调制（PCM）是现代语音通信中数字化的重要编码方式。利用SystemView实现脉冲编码调制(PCM)仿真，可以为硬件电路实现提供理论依据。通过仿真展示了PCM 编码实现的设计思路及具体过程，并加以进行分析。

PCM即脉冲编码调制，在通信系统中完成将信号数字化功能。PCM的实现主要包括三个步骤完成：抽样、量化、编码。分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。根据CCITT的建议，

2012 ~ 2013学年 第 1 学期

《专业综合课程设计》 课 程 设 计 报 告

题 目： 脉冲编码调制（PCM）的实现 专 业： 电子信息工程 班 级： 09电信（2）班 姓 名：

指导教师： 王银花

电气工程系 2012年11月16日

1

1、任务书 课题名称 脉冲编码调制（PCM）的实现 王银花（讲师） 指导教师（职称） 执行时间 学生姓名 设计目的 学号 2012~2013学年第1学期 第11周 承担任务 MATLA简介及程序设计方法 采样、量化和编码原理 PCM抽样的MATLAB实现 PCM量化的MATLAB实现 结合PCM的抽样、量化、编码原理，利用MATLAB软件编程 和绘图功能，完成了对脉冲编码调制（PCM）系统的建模与仿真分析。利用采样、量化和编码原理的建模仿真对脉冲编码

目 录

摘 要 ....................................................... 1 ABSTRACT .................................................... 2

第一章 绪论 .......................................... 1 第二章 PCM脉冲编码 ................................... 2

2.1 模拟信号的抽样及频谱分析 ..................................... 2 2.1.1 信号的采样 ................................................. 2 2.1.2 抽样定理 ................................................... 3 2.1.3 采样信号的频谱分析 ......................................... 4 2.2 量化 .....................................

目 录

摘 要 ....................................................... 1 ABSTRACT .................................................... 2

第一章 绪论 .......................................... 1 第二章 PCM脉冲编码 ................................... 2

2.1 模拟信号的抽样及频谱分析 ..................................... 2 2.1.1 信号的采样 ................................................. 2 2.1.2 抽样定理 ................................................... 3 2.1.3 采样信号的频谱分析 ......................................... 4 2.2 量化 .....................................

通信系统建模与仿真实验报告

实验2：MATLAB编程实现 A律PCM编码系统设计与仿真

1 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; 2 总体系统设计框图 计算量化A律PCMA律PCM

正弦信号作图信噪比编码译码

设置正弦信号幅度

图1. A律PCM编解码的系统框图

3 程序块流程设计与检验 3.1 A律PCM编码模块 3.1.1 A律PCM编码规则：

图2 段落码和段内码的编码规则

3.1.2 PCM编码流程

输入信号x后，先判断x的符号，x>0时C1=1，x<0时C1=0；判断完符号后将信号进行归一化和量化，再进行段落判断以及段内判断，最后将C1~C8输出。流程图如下：

输入信号S 判断符号 归一化、量化 段落判断 段内判断 输出

3.2.A律PCM译码模块

对已经编码的信号进行译码时，先输入已经编码的码组，根据极性码的规则提取符号，判断符号位，接着再判断段落位置和段内位置，最后将译码后的结果输出，其译码流程图如下:

输入信号S

判断符号 归一化、量化 段落判断 段内判断

输出 １

4 程序代码及测试仿真结果 4.1 连接全程序

输入的信号进行参数设定：

抽样频率fs=40,dt=1/f

2012-2013 第二学期

开放实验项目

题 目：两路话音＋两路计算机数据综合

传输系统实验

学生姓名

专业名称： 电子信息工程 指导教师：

2013年 5月 20日

脉冲编码调制解调实验

一、实验原理

（一）基本原理

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，模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。

x模拟入 量化器 y量化值 模拟信号的量化

2、 编码

所谓编码就是把量化后的信号变换成二进制码，其相反的过程称为译码。当然，这里的编码和译码与差错控制编码和译码是完全不同的，前者是属于信源编码的范畴。

（二）实验电路说明

模拟信号在编码电路中，经过抽样、量化、编码，最后得到PCM编码信号。在单路编译码器中，经变换后的PCM码是在一个时隙中被发送出去的，在其他的时隙中编译码器是没有输出的，即对一个单路编译码器来说，它在一个PCM帧（32个时隙）里，只在一个特定的时隙中发送编码信号。同样，译码电路也只是在一个特定的时隙（

通信系统仿真设计实训报告

1.

课题名称： 基于 MATLAB 的PCM系统仿真设计与实现

学生学号： 学生姓名： 所在班级： 任课教师：

2016年 10月25日

目录

1．PCM技术的产生和发展 ??????????????（3） 2 课题设计内容 ?????????????????? （4） 3 PCM基本原理?????????????????? （4）

3.1 抽样 ???????????????????（4） 3.2 量化 ???????????????????（4） 3.3 编码 ???????????????????（7） 3.4 时分多路复用 ???????????????（9）

4 PCM系统仿真电路设计 ????????????（10）

4.1 总体设计思想 ???????????????（10） 4.2 各模块的设计和仿真图形分析 ?????????（10）

4.2.1 PCM编码模块设计 ????????????

本 科 毕 业 设 计

1 引言

第 1 页 共 25 页

Simulink工具是MATLAB软件提供的可以实现动态系统建模和仿真的软件包，它让用户把精力从语言编程转向仿真模型的构造，为用户省去了很多重复的代码编写工作。Simulink中的每个模块对我们来说都是透明的，我们只须知道模块的输入、输出和每个模块的功能，而不需要关心模块内部是如何实现的，留给我们的事情就是如何利用这些模块来建立仿真模型以完成自己的任务。至于Simulink中的各个模块在运行时是如何执行，时间是如何采样的，事件是如何驱动的等问题，我们可以不去关心。正是由于Simulink具有这些特点，所以它被广泛应用在通信仿真中。

本文是利用Simulink强大的工具箱和其建模的优势建立了PCM通信系统的仿真模型。 PCM即脉冲编码调制，是数字通信中的一种。与模拟通信相比，数字通信具有许多明显的优点，已成为现在通信的主要发展趋势之一。可靠性好、抗干扰能力强、廉价格、易保密、便于加密处理和便于实现通信网的管理等都是其主要的特点。实现数字通信，必须使发送端发出的模拟信号变为数字信号，这个过程称为“模拟信号数字化”。模拟信号数字化有三个基本步骤。第一步是“抽样”，就是对连续

实验二：PCM系统仿真

一、实验目的：

1、掌握脉冲编码调制原理；

2、理解量化级数、量化方法与量化信噪比的关系。 3、理解非均匀量化的优点。

二、实验内容：

1、对模拟信号进行抽样和均匀量化，改变量化级数和信号大小，根据MATLAB仿真获得量化误差和量化信噪比。(必做)

2、对模拟信号进行抽样、A律压缩量化，改变量化级数和信号大小，根据MATLAB仿真获得量化误差和量化信噪比。(选做)

3、对抽样值进行A律13折线编码。(选做)

三、实验步骤 1、均匀量化(必做)

1) 产生一个周期的正弦波x(t) = cos(2 * pi *t )，以1000Hz频率进行采样，并进行8级均匀量化，用plot函数在同一张图上绘出原信号和量化后的信号。(保存为图2-1)

2) 以32Hz的抽样频率对x(t)进行抽样，并进行8级均匀量化。绘出正弦波波形(用plot函数)、样值图，量化后的样值图、量化误差图(后三个用stem函数)。(保存为图2-2)

3) 以2000Hz对x(t)进行采样，改变量化级数，分别仿真得到编码位数为2～8位时的量化信噪比，绘出量化信噪比随编码位数变化的曲线。另外绘出理论的量化信噪比曲线进行比较。(保存为图2-3)

4)在编码位数

1 引言

第 1 页 共 25 页

Simulink工具是MATLAB软件提供的可以实现动态系统建模和仿真的软件包，它让用户把精力从语言编程转向仿真模型的构造，为用户省去了很多重复的代码编写工作。Simulink中的每个模块对我们来说都是透明的，我们只须知道模块的输入、输出和每个模块的功能，而不需要关心模块内部是如何实现的，留给我们的事情就是如何利用这些模块来建立仿真模型以完成自己的任务。至于Simulink中的各个模块在运行时是如何执行，时间是如何采样的，事件是如何驱动的等问题，我们可以不去关心。正是由于Simulink具有这些特点，所以它被广泛应用在通信仿真中。

本文是利用Simulink强大的工具箱和其建模的优势建立了PCM通信系统的仿真模型。 PCM即脉冲编码调制，是数字通信中的一种。与模拟通信相比，数字通信具有许多明显的优点，已成为现在通信的主要发展趋势之一。可靠性好、抗干扰能力强、廉价格、易保密、便于加密处理和便于实现通信网的管理等都是其主要的特点。实现数字通信，必须使发送端发出的模拟信号变为数字信号，这个过程称为“模拟信号数字化”。模拟信号数字化有三个基本步骤。第一步是“抽样”，就是对连续的模拟信号进行离散化处理，通常是以相等