基于脉冲编码调制(PCM)与增量调制(ΔM)的波形编码仿真与实现毕业

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 ......................................................... 4 2.2.1 量化的定义 ................................................. 4 2.2.2 量化的分类 ................................................. 5 2.2.3 A律13折线量化特性曲线 ................................... 11 2.3 PCM编码 .................................................... 12 2.3.1 编码的定义 ................................................ 12 2.3.2 码型的选择 ................................................ 13 2.3.3 ＰＣM脉冲编码的原理 ...................................... 13

第三章 ΔM调制 ...................................... 14

3.1 增量调制原理 ................................................ 14 3.2 △M的性能 .................................................. 16

3.3增量调制的实现 .............................................. 17

第四章 PCM与ΔM的MATLAB实现 .......................... 17

4.1 PCM抽样的MATLAB实现 ....................................... 17 4.2 PCM量化的MATLAB实现 ....................................... 20 4.2.1 PCM均匀量化的MATLAB实现 ................................. 20 4.2.2 PCM A律非均匀量化的MATLAB实现 ........................... 21 4.3 PCM A律13折线编码的MATLAB实现 ............................. 21 4.4ΔM的MATLAB实现 ............................................ 21

第五章 总结 ......................................... 23

参考文献 ................................................... 25 致 谢 ..................................................... 25 附 录 ...................................................... 26

山东轻工业学院2012届本科生毕业设计（论文）

摘 要

脉冲编码调制是将模拟信号变换成二进制信号的常用方法。于20世纪40年代，在通信技术中就已经实现了这种编码技术。增量调制可以看成是一种最简单的DPCM，当DPCM系统中量化器的量化电平数取为2时，此DPCM系统就成为增量调制系统。增量调制（ΔM）是一个微分脉冲码调制的简化形式，它具有结构简单，高效率的编码，误码性能特点。

本论文结合PCM与ΔM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）系统与增量调制系统（ΔM）的建模与仿真分析。论文中主要讲述了对脉冲编码调制（PCM）与增量调制（ΔM）系统原理进行建模与仿真分析，分别为采样、量化和编码原理的建模仿真。同时仿真分析了采样与欠采样的波形差异、均匀量化与A律13折线非均匀量化的量化性能及其差异。通过对脉冲编码调制（PCM）与增量调制系统（ΔM）系统原理的仿真分析，对PCM原理与ΔM原理及性能有了更深刻的认识，验证了数字传输技术的优越性。

关键词：脉冲编码调制 增量调制 均匀量化 非均匀量化 MATLAB仿真

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Abstract

Pulse code modulation converting analogue signal into a binary signal method. In the 1940s, in communications have realized this coding technique. Delta modulation can be regarded as one of the most simple DPCM, when DPCM system quantizer quantizing level to 2, the DPCM system become delta modulation system. Delta modulation (ΔM) is a differential pulse code modulation of a simplified form, it has a simple structure, high efficiency coding, error resilient performance characteristics.

In this design, combination the simulink emulatation function and the S- function’s spread function of MATLAB software, have completed the systematic emulatation and modeling for pulse code modulation( PCM)and Delta modulation. In this design，divide into 3 parts mainly, emulate to build mould and emulate analysis for the principle of pulse code modulation( PCM) and Delta modulation systematic. They are modeling and emulatation of sampling, quantizing and encoding. At the same time, emulate to analyse the waveform of sampling and owe sampling , the quantizing error of uniform quantizing and nonuniform quantizing. Through this design, the designer has a more profound understanding of PCM and ΔM principles and performance , and validation of digital transmission technology superority.

Keywords: Pulse coding modulation ( PCM); uniform quantitative; non-uniform quantitative; MATLAB simulation Delta modulation.

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第一章 绪论

数字通信作为一种新型的通信手段，早在20世纪30年代就已经提出。在1937年，英国人里费（A.H.Reeves）提出了脉冲编码调制（PCM）方式。从此揭开了近代数字传输的序幕。

增量调制简称ΔM或增量脉码调制方式（DM），它是继PCM后出现的又一种模拟信号数字化的方法。1946年由法国工程师De Loraine提出，目的在于简化模拟信号的数字化方法。主要在军事通信和卫星通信中广泛使用，有时也作为高速大规模集成电路中的A/D转换器使用。脉冲编码调制（PCM）与增量调制（ΔM）是现代语音通信中数字化的重要编码方式。脉冲编码调制是将模拟信号变换成二进制信号的常用方法。于20世纪40年代，在通信技术中就已经实现了这种编码技术。由于当时是从信号调制的观点研究这种技术的，所以称为脉码调制。目前，它不仅用于通信领域，还广泛应用于计算机、遥控遥测、数字仪表、广播电视等领域。

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、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μ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。

PCM系统的优点是：抗干扰性强；失真小；传输特性稳定，远距离再生中继时噪声不累积，而且可以采用有效编码、纠错编码和保密编码来提高通信系统的有效性、可靠性和保密性。另外，由于PCM …… 此处隐藏：3276字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……