模拟信号数字化PCM编码

通信原理课程设计

题目模拟信号数字化PCM编码设计

专业电子工程

学号 2011014040

姓名曹尚

指导教师王荣之

时间2013年11月13日

牡丹江师范学院

牡丹江师范学院

本科学生课程设计指导书

题目模拟信号数字化PCM编码设计

班级电子工程

学号2011014040

姓名曹尚

指导教师王荣之

牡丹江师范学院

2013 年11 月13 日

单片机课程设计指导书

课程名称：通信原理

学时数：2周

学分数：

开课院、系（部）、教研室：工学院电子信息科学与技术系

执笔人：王荣之

编写时间： 2013.11.1

一、设计目的

（1）通过对模拟信号数字化PCM编码的分析，加强对PCM编码的了解，并掌握模拟信号数字化的方法。

（2）通过设计，培养分析问题解决问题的能力并掌握MATLAB 的使用。

二、设计任务

对模拟信号进行数字化PCM编码设计

三、设计内容与要求

1. 模拟信号数字化的处理步骤：抽样、量化、编码

2. PCM编码的压缩和扩张原理

3. 用MATLAB或其它EDA工具软件对PCM编码进行使用A律和μ律的压缩和扩张进行软件仿真

四、设计资料及有关规定

1.课程设计的内容独立自主完成，课程设计报告内容完整、格式规范、排版整洁美观

2.设计选用的语言不限，推荐使用MATLAB

五、设计成果要求

设计论文

六、物资准备

1.到图书馆、工学院资料室查阅相关资料

2.到实验室准备芯片作好实验准备

七、主要图式、表式

电路图要求用电路绘图软件画出

八、时间安排

2013.11.1 设计动员，发放设计任务书

2013.11.2-2013.11.3 查阅资料、拟定设计程序和进度计划2013.11.4-2013.11.10 确定设计方案、实验、画图、编写设计

说明书

2013.11.11-2013.11.13 完成设计，交指导教师审阅

2013.11.14 成绩评定

九、考核内容与方式

考核的内容包括：学习态度；技术水平与实际能力；论文(计算书、图纸)撰写质量；创新性；采取审定与答辩相结合的方式，成绩评定按百分制记分。

十、参考书目

1.《通信原理》樊昌信曹丽娜国防工业出版社

2.《数字信号处理教程——matlab释义与实现》陈怀琛电子

工业出版社

牡丹江师范学院本科学生课程设计任务书课程名称：通信原理

目录

摘要 (1)

第一章基本原理 (2)

1.1 对模拟信号进行抽样 (2)

1.2 对离散数字信号序列量化 (4)

1.3 对量化后的数字信号进行编码 (8)

第二章仿真程序、程序编制、流程图、仿真结果 (12)

2.1 抽样定理的验证 (12)

2.2 量化与编码 (13)

2.3 误码率 (15)

第三章结论及其分析 (16)

3.1 抽样定理的验证 (16)

3.2 量化与编码分析 (19)

3.3 误码率分析 (21)

第四章心得体会 (22)

4.1 心得体会 (22)

第五章参考文献 (23)

模拟信号数字化PCM编码设计

摘要：本设计讨论的是模拟信号的数字传输。数字化过程包括三个步骤：抽样

(Sampling)、量化（quantization）和编码（coding）。模拟信号首先被抽样。通常抽样是按照等时间间隔进行的，瑞然在理论上并不是必须如此的。模拟信号被抽样后，成为抽样信号，他在世界上是离散的，但是其取值仍然是连续的，所以是离散模拟信号。第二步是量化。量化的结果使抽样信号变成量化信号，其取值是离散的。故量化信号已是数字信号了。第三部是编码。最基本和最常用的编码是脉冲编码调制（Pulse Code Modulation，PCM），他将量化后的信号变成二进制。由于编码方法直接和系统的传输效率有关，为了提高传输效率，常常采用这种PCM信号进一步做压缩编码，再在通信系统中传输。

关键词：抽样;量化;编码；脉冲编码调制

模拟信号数字化的处理

第一章 基本原理

通信系统可以分为模拟和数字通信系统两大类。数字通信系统有很多的优点，应用非常广泛，已经成为现代通信的主要发展趋势。自然界中很多信号都是模拟量，我们要进行数字传输就要将模拟量进行数字化，将模拟信号数字化，处理可以分为抽样，量化，编码，这三个步骤。

下图是模拟信号数字传输的过程原理图：

下图是模拟信号数字化过程：

1.1对模拟信号进行抽样

抽样是把时间上连续的模拟信号变成一系列时间上离散的抽样值的过程。抽

样定理：设一个频带限制的（0，fH ）Hz 内的时间连续信号m （t ）如果它不少于2fH 次/s 的速率进行抽样，则m(t)可以由抽样值完全确定。

抽样定理指出，由样值序列无失真恢复原信号的条件是fs ≥2f H ，为了

满足抽样定理，要求模拟信号的频谱限制在0～fH 之内（fH 为模拟信号的最高频率）。为此，在抽样之前，先设置一个前置低通滤波器，将模拟信号的带宽限制在fH 以下，如果前置低通滤波器特性不良或者抽样频率过低都会产生折叠噪声。抽样频率小于2倍频谱最高频率时，信号的频谱有混叠。 抽样频率大于2倍频谱最高频率时，信号的频谱无混叠。取样分为冲激取

)

(s t f D /A )

(n f )

(n g A

/D )

(t g )

(t p )(t f 量化编码

数字滤波器