PCM譯碼器和解碼器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 通信原理課程設(shè)計(jì)

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1、 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院 《通信原理課程設(shè)計(jì)》任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)題目： PCM編碼器系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè)： 電子信息工程 學(xué)生姓名: 段超 學(xué) 號(hào): 20124470323 起迄日期: 2015年12月20日—2016年1月20日 指導(dǎo)教師: 李 圣 系主任： 陳忠澤

2、 《通信原理課程設(shè)計(jì)》任務(wù)書(shū) 1．課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： （1）技術(shù)要求 Matlab語(yǔ)言編程設(shè)計(jì)PCM編碼器系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊，并分析該系統(tǒng)的性能。 （2）工作要求： ①查閱參考文獻(xiàn)，利用通信原理基本理論，分析系統(tǒng)工作原理，設(shè)計(jì)系統(tǒng)方框圖； ②掌握計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法，利用Matlab/Simulink、Systemview、Multisim、MaxPlusIII、QuartusII等軟件進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，具備獨(dú)立設(shè)計(jì)能力； ③熟悉通信系統(tǒng)的調(diào)試和測(cè)量方法； ④掌握電子

3、電路安裝調(diào)試技術(shù)，選擇合適的元器件搭接實(shí)際電路，掌握電路的測(cè)試和故障排除方法，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。 ⑤不能直接從網(wǎng)上或其他資料下載拷貝，一旦發(fā)現(xiàn)雷同35%以上，則相關(guān)雷同設(shè)計(jì)的成績(jī)都為不及格。 ⑥按時(shí)完成設(shè)計(jì)報(bào)告；提交的電子稿必須在附錄中含有全套仿真源文件、或設(shè)計(jì)原圖（電子稿是以“學(xué)生學(xué)號(hào)姓名”為命名的壓縮文件）；并提交紙質(zhì)設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)。 ⑦隨機(jī)抽查，并進(jìn)行最后答辯。 2．對(duì)課程設(shè)計(jì)成果的要求〔包括圖表（或?qū)嵨铮┑扔布蟆常? 用Matlab等編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)時(shí)，寫(xiě)出詳細(xì)的注釋?zhuān)?huà)出各種信號(hào)的時(shí)域頻域波形。設(shè)計(jì)電路，安裝調(diào)試或仿真，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),語(yǔ)言流暢簡(jiǎn)

4、潔，文字3500~5000字。仿真設(shè)計(jì)類(lèi)要求有仿真流程圖、調(diào)試時(shí)的電腦屏幕截圖；實(shí)物設(shè)計(jì)類(lèi)要求圖紙布局合理，符合工程要求，使用Protel軟件繪出原理圖（SCH）和印制電路板(PCB),器件的選擇要有計(jì)算依據(jù)。 摘 要 本設(shè)計(jì)結(jié)合PCM的抽樣、量化、編碼原理，利用MATLAB軟件編程和繪圖功能，完成了對(duì)脈沖編碼調(diào)制（PCM）系統(tǒng)的建模與仿真分析。即學(xué)習(xí)通過(guò)利用計(jì)算機(jī)建立通信系統(tǒng)模型的基本方法和基本技能，學(xué)習(xí)會(huì)利用仿真的手段對(duì)通信系統(tǒng)的基本理論和基本算法進(jìn)行驗(yàn)證。學(xué)習(xí)現(xiàn)有流行的通信系統(tǒng)仿真軟件的基本使用方法，利用Matlab軟件解決通信中存在的問(wèn)

5、題。 關(guān)鍵詞：脈沖編碼調(diào)制（PCM） 均勻與非均勻量化 MATLAB仿真 Abstract Combined with the sampling, quantization, coding theory of PCM, using MATLAB software programming and graphics, the completion of the pulse code modulation (PCM) modeling and simulation analysis system.The basic method is to establi

6、sh the model of communication system of learning through the use of computer and basic skills, learning by means of simulation of communication system of basic theory and basic algorithm are verified.The basic method of using communication system simulation software to learn of the existing, to solv

7、e communication problems using Matlab software. Keywords: pulse code modulation (PCM) with uniform and non-uniform quantization in MATLAB simulation 目錄 1知識(shí)背景...........................................2 1.1 PCM原理及仿真..........................

8、.................2 1.2脈沖編碼調(diào)制.............................................2 1.3 PCM編碼原理.............................................3 2 M文件仿真.........................................10 2.1 原信號(hào)采樣程序..........................................10 2.2原信號(hào)編碼程序.......................................

9、....11 3 SIMULINK.......................................... 15 3.1 原始模擬信號(hào)電路圖及仿真圖..............................15 3.2 PCM編碼器電路設(shè)計(jì).......................................16 3.3 PCM解碼器電路設(shè)計(jì).......................................16 4 心得體會(huì)...........................................22 5 參考文獻(xiàn)........

10、...................................22 1 背景知識(shí) 1.1 PCM原理及仿真 脈沖編碼調(diào)制就是把一個(gè)時(shí)間，取值連續(xù)的模擬信號(hào)變換成時(shí)間離散，取值離散的數(shù)字信號(hào)后在信道中傳輸。脈沖編碼調(diào)制就是對(duì)模擬信號(hào)先抽樣，再對(duì)樣值幅度量化，編碼的過(guò)程。 1.1.1脈沖編碼調(diào)制 脈沖編碼調(diào)制PCM的實(shí)現(xiàn)主要包括三個(gè)步驟完成：抽樣、量化、編碼。分別完成時(shí)間上離散、幅度上離散、及量化信號(hào)的二進(jìn)制表示。根據(jù)CCITT的建議，為改善小信號(hào)量化性能，采用壓擴(kuò)非均勻量化，有兩種建議

11、方式，分別為A律和μ律方式，我國(guó)采用了A律方式，由于A律壓縮實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，常使用13折線法編碼,下圖為PCM系統(tǒng)的原理框圖： 抽樣保持 信道 編碼 量化 干擾 低通濾波 譯碼 圖1

12、PCM系統(tǒng)原理框圖 圖中，輸入的模擬信號(hào)m(t)經(jīng)抽樣、量化、編碼后變成了數(shù)字信號(hào)(PCM信號(hào))，經(jīng)信道傳輸?shù)竭_(dá)接收端，由譯碼器恢復(fù)出抽樣值序列，再由低通濾波器濾出模擬基帶信號(hào)m(t)。通常，將量化與編碼的組合稱(chēng)為模/數(shù)變換器（A/D變換器)；而譯碼與低通濾波的組合稱(chēng)為數(shù)/模變換器(D/A變換器)。前者完成由模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的變換，后者則相反，即完成數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)的變換。 1.1.2 PCM編碼原理 1)抽樣 所謂抽樣，就是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行周期性掃描，把時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)變成時(shí)間上離散的信號(hào)。該模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)抽樣后還應(yīng)當(dāng)包含原信號(hào)中所有信息，也就是說(shuō)能無(wú)失真的恢復(fù)原模擬信

13、號(hào)。它的抽樣速率的下限是由抽樣定理確定的。 在一個(gè)頻帶限制在（0，f h）內(nèi)的時(shí)間連續(xù)信號(hào)，如果以1/2 f h的時(shí)間間隔對(duì)它進(jìn)行抽樣，那么根據(jù)這些抽樣值就能完全恢復(fù)原信號(hào)?；蛘哒f(shuō)，如果一個(gè)連續(xù)信號(hào) f（t）的頻譜中最高頻率不超過(guò)f h，當(dāng)抽樣頻率f S≥2 f h時(shí)，抽樣后的信號(hào)就包含原連續(xù)的全部信息。抽樣定理在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意在抽樣前后模擬信號(hào)進(jìn)行濾波，把高于二分之一抽樣頻率的頻率濾掉。這是抽樣中必不可少的步驟。 2) 量化 模擬入 量化器 量化值 設(shè)模擬信號(hào)

14、的抽樣值為，其中是抽樣周期，k是整數(shù)。此抽樣值仍然是一個(gè)取值連續(xù)的變量，即它可以有無(wú)數(shù)個(gè)可能的連續(xù)取值。若我們僅用N個(gè)二進(jìn)制數(shù)字碼元來(lái)代表此抽樣值的大小，則N個(gè)二進(jìn)制碼元只能代表個(gè)不同的抽樣值。因此，必須將抽樣值的范圍劃分為M個(gè)區(qū)間每個(gè)區(qū)間用一個(gè)電平表示。這樣，共有M個(gè)離散電平，它們稱(chēng)為量化電平。用這M個(gè)量化電平表示連續(xù)抽樣的方法稱(chēng)為量化。 模擬信號(hào)的量化分為均勻量化和非均勻量化。 均勻量化：用這種方法量化輸入信號(hào)時(shí)，無(wú)論對(duì)大的輸入信號(hào)還是小的輸入信號(hào)一律都采用相同的量化間隔。為了適應(yīng)幅度大的輸入信號(hào)，同時(shí)又要滿足精度要求，就需要增加樣本的位數(shù)。但是，對(duì)話音信號(hào)來(lái)說(shuō)，大信號(hào)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)并不多

15、，增加的樣本位數(shù)就沒(méi)有充分利用。為了克服這個(gè)不足，就出現(xiàn)了非均勻量化的方法。 非均勻量化：非均勻量化是根據(jù)信號(hào)的不同區(qū)間來(lái)確定量化間隔的。對(duì)于信號(hào)取值小的區(qū)間，其量化間隔也?。环粗?，量化間隔就大。它與均勻量化相比，有兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。首先，當(dāng)輸入量化器的信號(hào)具有非均勻分布的概率密度 （實(shí)際中常常是這樣）時(shí)，非均勻量化器的輸出端可以得到較高的平均信號(hào)量化噪聲功率比；其次，非均勻量化時(shí)，量化噪聲功率的均方根值基本上與信號(hào)抽樣值成比例。因此量化噪聲對(duì)大、小信號(hào)的影響大致相同，即改善了小信號(hào)時(shí)的量化信噪比。 實(shí)際中，非均勻量化的實(shí)際方法通常是將抽樣值通過(guò)壓縮再進(jìn)行均勻量化。 這里的壓縮是

16、用一個(gè)非線性電路將輸入電壓x變換成輸出電壓y： （1-2） 通常使用的壓縮器中，大多采用對(duì)數(shù)式壓縮。廣泛采用的兩種對(duì)數(shù)壓縮律是壓縮律和A壓縮律。美國(guó)采用壓縮律，我國(guó)和歐洲各國(guó)均采用A壓縮律，所謂A壓縮律也就是壓縮器具有如下特性的壓縮律： 式中：x為壓縮器歸一化輸入電壓；y為壓縮器歸一化輸出電壓；A為常數(shù)，在實(shí)用中，選擇它決定壓縮程度

17、.。 由于A律實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，常使用13折線法編碼, 壓擴(kuò)特性圖如下圖所示： 圖2 A律函數(shù)13折線壓擴(kuò)特性圖 圖中橫坐標(biāo)x在區(qū)間中分為不均勻的8段。間的線段；間的線段稱(chēng)為第7段；間的線段稱(chēng)為第6段；依此類(lèi)推，直到間線段稱(chēng)為第1段。圖中縱坐標(biāo)y則均勻地劃分做8段。將與這8段相應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)（x，y）相連，就得到了一條折線。由圖可見(jiàn)，除第一段和第二段外，其他各段折線的斜率都各不相同。在表1-1中列出了這些斜率。 表1-1 各段折線斜率 折線段號(hào) 1 2 3 4 5 6

18、 7 8 斜 率 16 16 8 4 2 1 1/2 1/4 這樣，它基本上保持了連續(xù)壓擴(kuò)特性曲線的優(yōu)點(diǎn)，又便于用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)中所用到的PCM編碼正是采用這種壓擴(kuò)特性來(lái)進(jìn)行編碼的。 表1-2 13 折線時(shí)的值與計(jì)算值的比較 0 1 A律的x值 0 1 按13折線法 分段時(shí)的 0 1 折線段落號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 折線斜率 16 16 8 4 2 1

19、 表1-2中第二行的x值是根據(jù)上式 時(shí)計(jì)算得到的，第三行的 x值是13折線分段時(shí)的值?？梢?jiàn)，13折線各段落的分界點(diǎn)與A律曲線十分逼近，同時(shí) 按2的冪次分割有利于數(shù)字化。 3) 編碼 所謂編碼就是把量化后的信號(hào)變換成代碼，其相反的過(guò)程稱(chēng)為譯碼。當(dāng)然，這里的編碼和譯碼與差錯(cuò)控制編碼和譯碼是完全不同的，前者是屬于信源編碼的范疇。 在現(xiàn)有的編碼方法中，若按編碼的速度來(lái)分，大致可分為兩大類(lèi)：低速編碼和高速編碼。通信中一般都采用第二類(lèi)。編碼器的種類(lèi)大體上可以歸結(jié)為三類(lèi)：逐次比較型、折疊級(jí)聯(lián)型、混合型。在逐次比較型編碼方式中，無(wú)論采用幾位碼，一般均按極性碼、段落碼、段內(nèi)碼的順序排列。下

20、面結(jié)合13折線的量化來(lái)加以說(shuō)明。 在A律13折線PCM編碼中，由于正，負(fù)各有8段，每段內(nèi)有16個(gè)量化級(jí)，共計(jì) 個(gè)量化級(jí)， 因此所需編碼位數(shù)N=8.8位碼的安排如下： 極性碼表示樣值的極性。規(guī)定正極性為“1”，負(fù)極性為“0”； 段落碼表示樣值所處的段落。3位段落碼的8種可能狀態(tài)對(duì)應(yīng)8個(gè)不同的段落，如表2-1所列。 段內(nèi)碼的16種可能狀態(tài)對(duì)應(yīng)各段內(nèi)的16個(gè)量化級(jí)，見(jiàn)表1-4.編碼器將根據(jù)樣值的幅度所在的段落和量化級(jí)，編出相應(yīng)的幅度碼。 表1-3 段落碼

21、 表1-4 段內(nèi)碼 量化級(jí)序號(hào) 段落序號(hào) 段落碼 量化級(jí)序號(hào) 段內(nèi)碼 8 111 15 1111 14 1110 7 110 13 1101 12 1100 6 101 11 1011 10 1010 5 100 9 1001 8 1000 4 011 7 0111 6 0110 3 010 5 0101 4 0100 2 001 3 0011 2 0010 1 000 1 0001 0 0000 為了確定樣值的幅度所

22、在的段落和量化級(jí)，必須知道每個(gè)段落的起始電平和各段內(nèi)的量化間隔。在A律13折線中，由于各段的長(zhǎng)度不等，因此各段內(nèi)的量化間隔也是不同的。第一段，第二段最短，只有歸一化值的1/128，再將它等分16級(jí)，每個(gè)量化及間隔為 式中表示最小的量化間隔，稱(chēng)為一個(gè)量化單位，它僅有輸入信號(hào)歸一化值的1/128.第八段最長(zhǎng)，它的每個(gè)量化及間隔為 即包含64個(gè)最小量化間隔。若以為單位，則各段的起始電平和各段內(nèi)的量化間隔，如表1-5所列。 表1-5 段落起始電平和段內(nèi)量化間隔 段落

23、序號(hào) 段落碼 段落范圍 （量化單位） 段落起始電平 （量化單位） 段內(nèi)量化間隔 （量化單位） 8 1 1 1 1024 64 7 1 1 0 512 32 6 1 0 1 256 16 5 1 0 0 128 8 4 0 1 1 64 4 3 0 1 1 32 2 2 0 0

24、 1 16 1 1 0 0 0 0 1 以上是非均勻量化的情況。若以為量化間隔進(jìn)行均勻量化，則13正極性的8個(gè)段落所包含的均勻量化級(jí)數(shù)分別為16，16，32，64，128，256，512，1024， 共計(jì)個(gè)量化級(jí)數(shù)或量化電平，需要進(jìn)行11位（線性）編碼。而非均勻量化只有128個(gè)量化電平，只要編7位（非線性）碼。由此可見(jiàn)，在保證小信號(hào)量化間隔相同的條件下，非均勻量化的編碼位數(shù)少，所需傳輸系統(tǒng)帶寬減小。 PCM編譯碼器的實(shí)現(xiàn)可以借鑒單片PCM編碼器集成芯片，如：TP3067A、CD22357等。單芯片工作時(shí)只需給出外

25、圍的時(shí)序電路即可實(shí)現(xiàn)，考慮到實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，仿真時(shí)將PCM編譯碼器分為編碼器和譯碼器模塊分別實(shí)現(xiàn)，在13折線法中，無(wú)論輸入信號(hào)是正是負(fù)，均按8段折線（8個(gè)段落）進(jìn)行編碼。若用8位折疊二進(jìn)制碼來(lái)表示輸入信號(hào)的抽樣量化值，其中用第一位表示量化值的極性，其余七位（第二位至第八位）則表示抽樣量化值的絕對(duì)大小。 具體的做法是：用第二至第四位表示段落碼，它的8種可能狀態(tài)來(lái)分別代表8個(gè)段落的起點(diǎn)電平。其它四位表示段內(nèi)碼，它的16種可能狀態(tài)來(lái)分別代表每一段落的16個(gè)均勻劃分的量化級(jí)。這樣處理的結(jié)果，8個(gè)段落被劃分成27＝128個(gè)量化級(jí)。 4）譯碼 PCM譯碼器是實(shí)現(xiàn)PCM編碼的逆系統(tǒng)。其中各模塊功能如

26、下： D/A轉(zhuǎn)換器：用來(lái)實(shí)現(xiàn)與A/D轉(zhuǎn)換相反的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬量，從而達(dá)到譯碼最基本的要求，也就是最起碼的步驟。 瞬時(shí)擴(kuò)張器：實(shí)現(xiàn)與瞬時(shí)壓縮器相反的功能，由于采用 A 律壓縮，擴(kuò)張也必須采用A律瞬時(shí)擴(kuò)張器。 低通濾波器：由于采樣脈沖不可能是理想沖激函數(shù)會(huì)引入孔徑失真，量化時(shí)也會(huì)帶來(lái)量化噪聲，及信號(hào)再生時(shí)引入的定時(shí)抖動(dòng)失真，需要對(duì)再生信號(hào)進(jìn)行幅度及相位的補(bǔ)償，同時(shí)濾除高頻分量，在這里使用與編碼模塊中相同的低通濾波器。 2 MATLAB文件仿真 2.1 原信號(hào)采樣程序如下： clear; t = -0.1:0.001:0.1;

27、 %該參數(shù)用于畫(huà)原信號(hào)圖形 f = sin(3*pi*90*t)+cos(3*pi*37*t);%原函數(shù), 由t的取值可得f有201個(gè)值 subplot(3,1,1) %matlab矩陣區(qū)域設(shè)置 plot(t, f); %畫(huà)出采原函數(shù)序列圖 title(原信號(hào)); xlabel(時(shí)間t(s)); T= 1/500; %抽樣周期，500是抽樣頻率，可以調(diào)整抽樣頻率 gs = -0.1:T:0.1; fg = sin(2*pi*60*gs)+cos(2*pi*25

28、*gs); %對(duì)信號(hào)進(jìn)行以T周期抽樣 subplot(3,1,2) stem(gs, fg) %畫(huà)圖 title(采樣信號(hào)); xlabel(時(shí)間t(s))； 圖3 原信號(hào)采樣圖 2.2 原信號(hào)編碼程序如下： close all; %建立原信號(hào) T=0.002; %取時(shí)間間隔為0.01 t=-0.1:T:0.1; %時(shí)域間隔dt為間隔從0到10畫(huà)圖

29、 xt=sin(3*pi*90*t)+cos(3*pi*37*t); %xt方程%采樣：時(shí)間連續(xù)信號(hào)變?yōu)闀r(shí)間離散模擬信號(hào) fs=800; %抽樣fs>=2fc，每秒鐘內(nèi)的抽樣點(diǎn)數(shù)目將等于或大于2fc個(gè) sdt=1/fs; %頻域采樣間隔0.002 t1=-0.1:sdt:0.1; %以sdt為間隔從-0.1到0.1畫(huà)圖 st=sin(2*pi*60*t1)+cos(2*pi*25*t1); % 離散的抽樣函數(shù) figure(1); subplot(3,1,1); plot(

30、t1,st); title(原始信號(hào)); %畫(huà)出原始的信號(hào)圖,以好對(duì)比 grid on %畫(huà)背景 subplot(3,1,2); stem(t1,st,.); %這里畫(huà)出來(lái)的是抽樣后的離散圖 title(抽樣信號(hào)); grid on %畫(huà)背景%量化過(guò)程 n=length(st); %取st的長(zhǎng)度為n M=max(st); A=(st/M)*2048;

31、 %a1(極性碼) a2a3a4（段落碼）a5a6a7a8（段內(nèi)電平碼） code=zeros(10,8); %產(chǎn)生10*8的零矩陣 %極性碼a1 for i=1:n %if循環(huán)語(yǔ)句 if A(i)>=0 code(i,1)=1; %代表正值 else code(i,1)=0; %代表負(fù)值 end if abs(A(i))>=0&&abs(A(i

32、))<16 code(i,2)=0;code(i,3)=0;code(i,4)=0;step=1;start=0; elseif 16<=abs(A(i))&&abs(A(i))<32 code(i,2)=0;code(i,3)=0;code(i,4)=1;step=1;start=16; elseif 32<=abs(A(i))&&abs(A(i))<64 code(i,2)=0;code(i,3)=1;code(i,4)=0;step=2;start=32; elseif 64<=abs(A(i))&&abs(A(i)

33、)<128 code(i,2)=0;code(i,3)=1;code(i,4)=1;step=4;start=64; elseif 128<=abs(A(i))&&abs(A(i))<256 code(i,2)=1;code(i,3)=0;code(i,4)=0;step=8;start=128; elseif 256<=abs(A(i))&&abs(A(i))<512 code(i,2)=1;code(i,3)=0;code(i,4)=1;step=16;start=256; elseif 512<=abs(A(i))&

34、&abs(A(i))<1024 code(i,2)=1;code(i,3)=1;code(i,4)=0;step=32;start=512; elseif 1024<=abs(A(i))&&abs(A(i))<2048 code(i,2)=1;code(i,3)=1;code(i,4)=1;step=64;start=1024; End B=floor((abs(A(i))-start)/step); %段內(nèi)碼編碼floor取整(四舍五入) t=dec2bin(B,4)-48; %dec2bin定義將B變?yōu)?/p>

35、4位2進(jìn)制碼，-48改變格式 code(i,5:8)=t(1:4); %輸出段內(nèi)碼 end code=reshape(code,1,8*n); %reshape代表從新塑形 code subplot(3,1,3); stem(code,.);axis([1 64 0 1]); %這里我們先取前面八個(gè)點(diǎn)編碼輸出,輸出時(shí)候有64個(gè)點(diǎn) title(編碼信號(hào)); grid on 圖4 原信號(hào)采樣編碼圖

36、 3 Simulink仿真 3.1原始模擬信號(hào)電路圖及仿真圖 圖5 原始模擬信號(hào)電路圖 圖6 正弦波參數(shù)設(shè)置圖 圖7 仿真波形圖 3.2 PCM編碼器電路設(shè)計(jì) 圖8 13折線近似的PCM編碼器測(cè)試模型和仿真結(jié)果 測(cè)試模型和仿真結(jié)果

37、如上圖所示。其中以Saturation作為限幅器，將輸入信號(hào)幅度值限制在PCM編碼的定義范圍內(nèi)，以A-Law Compressor作壓縮器，Relay模塊的門(mén)限值設(shè)置為0，其輸出即可作為PCM編碼輸出的最高位——極性碼。樣值取值絕對(duì)值后，用增益模塊將樣值放大到0-127，然后用間隔為1的Quantizer進(jìn)行四舍五入取整，最后將整數(shù)編碼為7位二進(jìn)制序列，作為PCM編碼的低7位。可以將上圖中Constant和Display（不含）之間的模塊封裝一個(gè)PCM編碼子系統(tǒng)備用。 其中各模塊的具體參數(shù)設(shè)置如下： 圖9 Constant參數(shù)設(shè)置圖

38、 圖10 Saturation參數(shù)設(shè)置圖 圖11 Abs 參數(shù)設(shè)置圖 圖12 A-Law Compressor參數(shù)設(shè)置圖 圖13 Gain參數(shù)設(shè)置圖 圖14 Quantizer參數(shù)設(shè)置圖

39、 圖15 Integer to Bit Converter參數(shù)設(shè)置圖 將該系統(tǒng)進(jìn)行封裝： 圖16 封裝之后的PCM編碼子系統(tǒng) 圖17 封裝之后的PCM編碼子系統(tǒng)圖標(biāo) 3.3 PCM解碼器電路設(shè)計(jì) 圖18 13折線近似的PCM解碼器測(cè)試模型和仿真結(jié) 測(cè)試模型和仿真結(jié)果如上圖所示，其中PCM編碼子系統(tǒng)是編碼器封裝之后的。PCM解碼器中首先分離并行數(shù)據(jù)中的最高位（極性碼）和7位數(shù)據(jù)，然后將7位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換位整數(shù)值，再進(jìn)行歸一化，擴(kuò)張后與雙極性的極性碼相乘得出解碼值。可以將該模型中In

40、1 Out1右端和Display左端的部分封裝為一個(gè)PCM解碼子系統(tǒng)備用。其中各模塊的具體參數(shù)設(shè)置如下： 圖19 Relay參數(shù)設(shè)置圖 圖20 Demux參數(shù)設(shè)置圖 圖21 Demux參數(shù)設(shè)置圖 圖22 A-Law Expander參數(shù)設(shè)置圖

41、 圖23 Integer to Bit Converter參數(shù)設(shè)置圖 圖23 Gain參數(shù)設(shè)置圖 4 心得體會(huì) 設(shè)計(jì)過(guò)程中，我弄懂了A律13折線和PCM編碼的原理，了解這些后總個(gè)設(shè)計(jì)思路就呈現(xiàn)在眼前，自己的信心也倍增。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，充分掌握了PCM編碼的工作原理及PCM系統(tǒng)的工作過(guò)程，學(xué)會(huì)了使用仿真軟件 MATLAB的SIMULINK，并學(xué)會(huì)通過(guò)應(yīng)用軟件仿真來(lái)實(shí)現(xiàn)PCM系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)以后

42、的學(xué)習(xí)和工作都起到了一定的作用，加強(qiáng)了實(shí)踐動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)新知識(shí)的技能?？傮w來(lái)說(shuō)，這次實(shí)習(xí)讓我受益匪淺。打破了一直局限于課本知識(shí)的學(xué)習(xí)方式，增加了我們的興趣，并且體會(huì)到成功給大家?guī)?lái)的喜悅。讓我明白：無(wú)論遇到什么困難，只要對(duì)自己有信心，認(rèn)真思考，悉心求教，自然會(huì)找到解決的辦法。相信在以后的日子里，大家會(huì)做得更好。在摸索該如何設(shè)計(jì)系統(tǒng)使之實(shí)現(xiàn)所需功能的過(guò)程中，培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì)思維，增加了實(shí)際操作能力。在讓我體會(huì)到了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的艱辛同時(shí)，更讓我體會(huì)到成功的喜悅。 5 參考文獻(xiàn) 1]樊昌信.通信原理（第6版）[M].北京：電子工業(yè)出版社,2012,12. [2]樊昌信,曹麗娜 .通信原理教程(第3版)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社,2006,9. [3]劉學(xué)勇 .詳解MATLAB/Simulink通信系統(tǒng)建模與仿真[M].北京：電子工業(yè)出版社,2011,11. [4]張水英 ,徐偉強(qiáng) .通信原理及MATLAB/Simulink仿真[M].北京：人民郵電出版社,2012,9. [5]趙鴻圖,茅艷 .通信原理MATLAB仿真教程[M].北京：人民郵電出版社,2010,11. [6]趙靜 ,張瑾 .基于MATLAB的通信系統(tǒng)仿真[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2010,1. 25