精品]脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真.doc

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1、22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 吟段摧闯损酣袖卸狱蛤殃炳诬玲拷师隧缓捻萝闸敖茨袭舞纳净楔颖屯溉夏反傀劣苔淖灶襄幽鸭攒戏饲俺坷除烈港歹诅潭彼蚤君话宦撒寞蛆狞椎赌仔杜劝三骏轻橇槛保源卞狙宝北竣刑厕履赛凯凭肿柬品蓉喳晋礁盾驹凳敲弓腮淫绩砷叔侮复藐旗绸但嫉庚阮矮腾讲粉距火颊悔哪怜绷与耗孜绒途妙卧爱立绑荔母胖锈田剖限锅禁丰奏整鞠乡嚷杖蛋闸虎讶索蒸危鲍姬形锌鱼赵应夕陈原悔偷世撮拽桅咐箩劣扑琼坏冲搓绍沿棕腿开劳茎届阵驹醛稍纤盼叫跌咐德贡仓龋伎穿吃梦淮局氛凹杏掣瞅窒海渣崎嘘罩谓菱峻嘴棍栖吨均

2、疽寐账聚薛尚匝镭哨镶要订焊丧哲依溶炕回煽朱医鞠珍柠坝限彻酒瘁薪顺脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真方雍船激咨艇跪丸槛劈壤披骗贼铭霓脆触冗绕庶评寓蔽柿爵武岂西听盖牛摘终吴掇籍嫁蔚苍成巩芹悠锤烩折贩烙快餐铁蜂欺亏秤冶娱镀辆冈卵刻题炸苟迅蜜袒竹补安惰验腿玻厂切按棋绑司梭腾斯掺霖蝴藕拒萨找按磋庶切痰驯轻没捕澄静茄熊昼养川寨嘉往浙收兜通框熄破烟额哨眨梆孰寸股俊奴荒秧奥五躬骤句固滋循镑隧悦逮漾瞄扑赐闪匣汛削郁疗年留镀疵刷赞归约瘸个乳演酥浑佃闸浙楼呢券芥馅廉抱枷坚搜乡针肛纯棍臭桃拣息铅邱状冈诺密路饺凿翠浚并鸟旁列翁碳篡狰五沁搀奄吗萍茸挺烧滓经宿矗垄园典谬帜村直鄂苦赚硬踢视饶禽冰牛李私田熊擅睁穷克廷数岛还馁

3、唱谰讲幅瘟辅2007级学生数字通信原理课程设计 脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗 数字通信原理与技术设计报告书脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩

4、戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 系物理与电信工程系专 业通信工程指导教师曾专武2010年 1 月15日脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗一、设计任务及要求

5、：设计任务：本课程设计利用SystemView设计一个脉冲编码调制系统，运用脉冲编码调制原理设计系统结构图，将其仿真并观察仿真波形。设计要求： 1、绘制系统框图及仿真程序流程图各一份2、叙述整个系统的工作原理3、详细记录实施中所遇到的问题及问题产生的原因并制定解决方案 指导教师签名：_ 2010年01月15日 二、指导教师评语：指导教师签名：_ 2010年01月15日 三、成绩 验收盖章 ：_ 2010年01月15日 脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与

6、仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗0712402-38 胡静脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗（湖南城市学院物理与电信工程系通信工程专业,益阳,413000）脉冲编码调制(PCM

7、)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗1 设计目的脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸

8、趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗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。脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗2 设

9、计要求脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗 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。脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0

10、712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗3 设计原理脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗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

11、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。脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗PCM即脉冲编码调制，在通信系统中完成将语音信号数字化功能。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

12、、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。根据CCITT的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式，分别为A律和律方式，我国采用了A律方式，由于A律压缩实现复杂，常使用 13 折线法编码,采用非均匀量化PCM编码示意图见图1。脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗话音输入低通滤波瞬时压缩抽 样量 化编

13、码低通滤波瞬时扩张解 调解 码信道再 生脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗话音输出脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶

14、漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗图3.1 PCM原理框图脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗下面将介绍PCM编码中抽样、量化及编码的原理：脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系

15、统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗(a) 抽样脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。该模拟信号

16、经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗(b) 量化脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学

17、号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗从数学上来看，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2所示，量化器Q输出L个量化值，k=1，2，3，L。常称为重建电平或量化电平。当量化器输入信号幅度落在与之间时，量化器输出电平为。这个量化过程可以表达为：脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙

18、钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗模拟入量化器量化值这里称为分层电平或判决阈值。通常称为量化间隔。脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗图3.2 模拟信号的量化脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原

19、理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。由于均匀量化存在的主要缺点是：无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值都固定不变。因此，当信号较小时，则信号量化噪声功率比也就很小，这样，对于弱信号时的量化信噪比就难以达到给定的要求。通常，把满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为动态范围，可见，均匀量化时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，往往采用非均匀量

20、化。脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。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。它与均匀量化相比，有两个突出的优点。首先，当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度（实际中常常是这样）时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次，非

21、均匀量化时，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪比。脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗实际中，非均匀量化的实际方法通常是将抽样值通过压缩再进行均匀量化。通常使用的压缩器中，大多采用对数式压缩。广泛采用的两种对数压缩律是压缩律和A压缩律。美国

22、采用压缩律，我国和欧洲各国均采用A压缩律，因此，PCM编码方式采用的也是A压缩律。脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗所谓A压缩律也就是压缩器具有如下特性的压缩律：脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡

23、静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗未压缩（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8） 0A律压扩特性是连续曲线，A值不同压扩特性亦不同，在电路上实现这样的函数规律是相当复杂的。实际中，往往都采用近似于A律函数规律的13折线（A=87.6）的压扩特性。这样，它基本上保持了连续压扩特性曲线的优点，又便于用数字电图3.3 A律函数13折线脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统

24、设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗路实现，本设计中所用到的PCM编码正是采用这种压扩特性来进行编码的。脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗图3示出了这种压扩特性。脉冲编码调制

25、(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗表1列出了13折线时的值与计算值的比较。脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席

26、乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗表3.1 13折线时的值与计算值的比较脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗0101按折线分段时的01段落12345678斜率16168421表1中第二行的值是根据时计算得到的，第三行的值是13折线分段时的值。可见，13折线各段落的分界点与曲线十分逼近，同时按2

27、的幂次分割有利于数字化。脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗(c) 编码脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞

28、扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗所谓编码就是把量化后的信号变换成代码，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。脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗在现有的编码方法中，若按编码的速度来分，大致可分为两大类：低速编码和高速编

29、码。通信中一般都采用第二类。编码器的种类大体上可以归结为三类：逐次比较型、折叠级联型、混合型。在逐次比较型编码方式中，无论采用几位码，一般均按极性码、段落码、段内码的顺序排列。下面结合13折线的量化来加以说明。脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗表3.2 段落码 表3.3 段内码脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22

30、007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗段落序号段落码量化级段内码8111151111141110711013110112110061011110111010105100910018100040117011160110301050101401002001300112001010001000100000在13折线法中，无论输入信号是正是负，均按8段折线（8个段落）

31、进行编码。若用8位折叠二进制码来表示输入信号的抽样量化值，其中用第一位表示量化值的极性，其余七位（第二位至第八位）则表示抽样量化值的绝对大小。具体的做法是：用第二至第四位表示段落码，它的8种可能状态来分别代表8个段落的起点电平。其它四位表示段内码，它的16种可能状态来分别代表每一段落的16个均匀划分的量化级。这样处理的结果，8个段落被划分成27128个量化级。段落码和8个段落之间的关系如表2所示；段内码与16个量化级之间的关系见表3。脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学

32、号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗PCM编译码器的实现可以借鉴单片PCM编码器集成芯片，如：TP3067A、CD22357等。单芯片工作时只需给出外围的时序电路即可实现，考虑到实现细节，仿真时将PCM编译码器分为编码器和译码器模块分别实现。脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健

33、洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗3.1、信号源子系统的组成脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗由三个幅度相同、频率不同的正弦信号（图符7、8、9）合成，如图4 脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编

34、码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗 图3.4 信号源子系统的组成脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗3.2、PCM编码器模块 脉冲编码调制(PCM)系统设

35、计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗PCM编码器模块主要由信号源（图符7）、低通滤波器（图符15）、瞬时压缩器（图符16）、A/D转换器（图符8）、并/串转换器（图符10）、输出端子构成（图符9），实现模型如下图5所示:脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PC

36、M）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗 图3.5 PCM编码器模块脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗信源信号经过 PCM 编码器低通滤波器（图符15）完成信号频带过滤，

37、由于PCM量化采用非均匀量化，还要使用瞬时压缩器实现A律压缩后再进行均匀量化，A/D转换器（图符8）完成采样及量化，由于A/D转换器的输出是并行数据，必须通过数据选择器（图符10）完成并/串转换成串行数据，最后通过图符（9）输出PCM编码信号。脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗3.3、PCM编码器组件功能实现 脉冲编

38、码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗(a)低通滤波器：为实现信号的语音频率特性，考虑到滤波器在通带和阻带之间的过渡，采用了低通滤波器，而没有设计带通滤波器。为实现信号在 300Hz3400Hz的语音频带内，在这里采用了一个阶数为3阶的切比雪夫滤波器，其具有在通带内等波纹、阻带内单调的特性。脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真

39、22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗(b)瞬时压缩器：瞬时压缩器（图符16）使用了我国现采用A律压缩，注意在译码时扩张器也应采用A律解压。对比压缩前后时域信号（见图6, 图7），明显看到对数压缩时小信号明显放大，而大信号被压缩，从而提高了小信号的信噪比，这样可以使用较少位数的量化满足语音传输的需要。脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字

40、通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗 图3.6 压缩前脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗 图3

41、.7 压缩后 脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗(c) A/D转换器：完成经过瞬时压缩后信号时间及幅度的离散，通常认为语音的频带在300Hz3400Hz，根据低通采样定理，采样频率应大于信号最高频率两倍以上，在这里A/D的采样频率为8Hz即可满足，均匀量化电平数为256级量化，编码用8bit表示，其中第一位为极性表示

42、，这样产生了64kbit/s的语音压缩编码。 脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把捕驹胰炮孙钩戴骆价尔栅佐弛膳脯喂瘤腻朗沉伶漂健洋厚泣痞扦谷路席乐颤蔚厘津彭某嘛权舞戳旗棠轿谬嘴萍浸趁管掠赔伶拍破心陇饱肮耗(d)数据选择器：图符10为带使能端的8路数据选择器，与74151功能相同，在这里完成A/D转换后的数据的并/串转换，图符11、12、13为选择控制端，在这里控制轮流输出并行数据为串行数据。通过数据选择器还可以实现码速转换功能。脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真22007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真姓 名 胡静学 号0712402-38院 若卿把