A律pcm编码实验报告

A律PCM编码系统设计与仿真实验

一、实验内容简介

利用软件及蓝牙身背组件点对点式连接，可以观察不同链接方式下数据速率的变化，以及不同接入技术下性能的区别。

1.了解A律13折线近似与PCM编解码原理；

2.画出信号原始波形和PCM编码、译码后的波形；

3.画出不同幅度A下，PCM译码后的量化信噪比；

4.非均匀量化与均匀量化的线性编码比较分析；

二、实验室实验

2.1实验室实验步骤

在主界面中，点击“测试”按钮，打开“PCM线性编码”标签，进入线性仿真实验界面,输入信号幅度、频率和编码的码长，观测原始信号和量化波形。输入随机错误的误码率和突发错误的代码，观测加入错误的译码波形，比较两种波形的差别。

2.2实验室实验结果

2.3实验室实验结果分析

从上图分析可知，量化信噪比随着输入信号幅度的变化而变化，而线性PCM是模拟语音信号经过采样、幅度量化和二进制编码后，有解码器做数模转换后由低通滤波器恢复出现原始的模拟语音信号波形，未经过任何另外的编码和压缩处理，编码目标是让解码器恢复出的模拟信号在波形上尽量与编码前原始波形相一致，所以失真要小。

三、自编实验

3.1自编仿真程序

t=[0:0.1:2*pi];

s=sin(t);

dx=0.001;

x=-1:dx:1;

A=87.6;

for i=1:length(x)

if abs(x(i))<1/A

ya(i)=A*x(i)/(1+log(A));

else

ya(i)=sign(x(i))*(1+log(A*abs(x(i))))/(1+log(A));

end

end

figure(1)

plot(x,ya,'k.:');

title('A')

xlabel('x');

ylabel('y');

grid on

hold on

xx=[-pi/2,asin(-7/8),asin(-6/8),asin(-5/8),asin(-4/8),asin(-3/8),asin(-2/8),asin(-1/8),asin(1/8),asin(2/ 8),asin(3/8),asin(4/8),asin(5/8),asin(6/8),asin(7/8),pi/2]

yy=[-1,-7/8,-6/8,-5/8,-4/8,-3/8,-2/8,-1/8,1/8,2/8,3/8,4/8,5/8,6/8,7/8,1]

plot(xx,yy,'r');

stem(xx,yy,'b-.');

legend('A律压缩特性','折线近似A律');

partition=[-1:1/32:1];

codebook=[-32:1:32];

[index,ya,distor]=quantiz(s,partition,codebook); figure(2)

subplot(2,1,1);

plot(t,s);

subplot(2,1,2);

plot(t,ya,'*');axis([0,7,-40,40]);

nu=ceil(log2(64));

codebook=zeros(length(s),nu)

for m=1:length(s)

for j=nu:-1:0

if(fix(ya(m)/(2^j))==1)

codebook(m,nu-j)=1;

ya(m)=ya(m)-2^j;

end

end

end

codebook

3.2自编仿真实验结果

非均匀量化编码

3.3自编实验结果与实验室实验结果对比分析

（1）对均匀编码和非均匀编码，量化信噪比随着输入信号幅度的变化而变化；（2）在输入正弦信号幅度相同的情况下，经过A律13折线近似的PCM非均匀量化编码后的信号量化信噪比要比均匀量化编码后的信噪比小，因此，非均匀量化可以有效地改善量化信噪比。