模拟调制系统中FM的调制与解调教材

1.绪论
1.1 模拟通信系统概述
随着社会生产力的发展，人们对传递消息的要求越来越高，通信，则承载着这个重要的任务。

通信中要进行消息的传递，必须有发送者和接收者，发送者和接收者可以是人也可以是各种通信终端设备。

换言之，通信可以在人与人之间，也可以在人与机器活机器与机器之间进行。

必须有三大部分：一是发送端；二是接收端；三是收发两端之间的信道。

通信系统主要分为模拟通信系统和数字通信系统。

模拟通信系统通常由模拟信息源，调制器，信道，解调器与收信者组成。

模型如下：
图1-1 模拟通信系统模型图
模拟通信在信道中传输的信号频谱比较窄，因此可通过多路复用使信道的利用率提高，但它的缺点是:
1)传输的信号是连续的，叠加噪声干扰后不易消除，即抗干扰能力较差;
2)不易保密通信;
3)设备不易大规模集成;
4)不适应飞速发展的计算机通信的要求
1.2 模拟信号调制解调
模拟通信系统中，调制与解调是通信系统中的重要环节，它使信号发生本质性的变化。

本文主要对线性调制（AM,DSB,SSB）与非线性调制(FM,NBFM)的信号产生（调制）与接受（解调）的基本原理，方法技术加以讨论，并通过System View仿真验证常规双边带调幅（AM），双边带调幅（DSB），单边带调幅（SSB），频率调制（FM），窄带频率调制（NBFM）。

通过此软件观察信号的调制与解调过程，并对输出波形进行分析。

模拟调制和解调是实现是实现模拟通信系统的重要组成部分。

调制是将原始电信号变换成其频带适合信道传输的信号；解调是在接收端将信道中传输的信号还原成原始的电信
号；经过调制后的信号成为已调信号;发送端调制前和接收端解调后的信号成为基带信号。

因此，原始电信号又称为基带信号，而已调信号又称为频带信号。

模拟信号的调制与解调是通信原理课程的经典内容，也是模拟通信时代的核心技术。

虽然当代技术已发展为数字通信新时代，但模拟信号的调制与解调理论仍然是通信技术中的基础内容之一。

1.3仿真软件简介
1.3.1 System View软件介绍
1)System View是美国ELANIX公司推出的，基于Windows环境的用于系统仿真分析的可视化软件工具。

它界面友好，使用方便。

2)System View是一个信号级的系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计、仿真，是一个强有力的动态系统分析工具盒，能满足从数字信号处理、滤波器设计、直到复杂的通信系统等不同层次的设计，仿真要求。

它可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合及多速率系统，可用于各种线性、非线性控制系统的设计和仿真。

3)System View以模块化和交互式的界面，在大家熟悉的Windows窗口环境下，为用户提供了一个嵌入式的分析引擎。

使用System View你只需要关心项目的设计思想和过程，而不必花费大量的时间去编程建立系统仿真模型。

用户只需要使用鼠标器点击图标即可完成复杂系统的建模、设计和测试，而不必学习复杂的计算机程序编制，也不必担心程序中是否存在编程错误。

1.3.2 System View仿真系统的特点
1)能仿真大量的应用系统
2)快速方便的动态系统设计与仿真
3)在报告中方便地加入System View的结论
4)提供基于组织结构图方式的设计
5)多速率系统和并行系统
6)完备的滤波器和线性系统设计
7)先进的信号分析和数据块处理
8)可扩展性
9)完善的自我诊断功能。

System View是一个用于电路与通信系统设计、仿真的动态分析工具,它实现了功能的
软件化,避开了复杂的硬件搭建,在不具备先进仪器的条件下同样也能完成复杂的通信系统设计与仿真.本文利用System View软件设计模拟调制和解调电路,通过分析其输入输出。

1.3.3 Multisim简介
Multisim软件是一个专门用于电子线路仿真与设计的 EDA 工具软件。

作为 Windows 下运行的个人桌面电子设计工具， Multisim 是一个完整的集成化设计环境。

Multisim计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一问题。

学生可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来，并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。

1.3.4Multisim软件特点
(1)直观的图形界面：整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的一样。

(2)丰富的元器件库：Multisim大大扩充了EWB的元器件库，包括基本元件、半导体器件、运算放大器、TTL和CMOS数字IC、DAC、ADC及其他各种部件，且用户可通过元件编辑器自行创建或修改所需元件模型，还可通过liT公司网站或其代理商获得元件模型的扩充和更新服务。

(3)丰富的测试仪器：除EWB具备的数字万用表、函数信号发生器、双通道示波器、扫频仪、字信号发生器、逻辑分析仪和逻辑转换仪外，Multisim 新增了瓦特表、失真分析仪、频谱分析仪和网络分析仪。

尤其与EWB不同的是：所有仪器均可多台同时调用。

(4)完备的分析手段：除了EWB提供的直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析、失真分析、参数扫描分析、温度扫描分析、极点一零点分析、传输函数分析、灵敏度分析、最坏情况分析和蒙特卡罗分析外，Multisim 新增了直流扫描分析、批处理分析、用户定义分析、噪声图形分析和射频分析等，基本上能满足一般电子电路的分析设计要求。

(5)强大的仿真能力：Multisim 既可对模拟电路或数字电路分别进行仿真，也可进行数模混合仿真，尤其是新增了射频(RF) 电路的仿真功能。

仿真失败时会显示出错信息、提示可能出错的原因，仿真结果可随时储存和打印。

2.设计题目
2.1模拟调制系统中FM的调制与解调
要求：实现系统级和电路级的仿真结果并同时给出过程分析和说明，并按照学校要求撰写课程设计说明书，提交电子版和纸质的说明书及源程序代码或文件。

备注：此题为传统的广播，电视通信系统中主要通信技术的原理的验证及仿真，除了进行MATLAB或SystemView环境下的系统仿真，还要进行Multsim、Pspice环境下的电路级仿真。

得分与仿真的数量的质量成正比。

2.2 PCM编译码。

PCM编译码原理和基带信号的形成过程
要求：实现系统级和电路级的仿真结果并同时给出过程分析和说明，并按照学校要求撰写课程设计说明书，提交电子版和纸质的说明书及源程序代码或文件。

备注：此为传统PSTN电话网中语音模拟信号数字化后的基带数字信号格式，比较编译码前后信号的差异，并和增量调制信号做比较。

3.频率调制系统部分
3.1 角度调制基本概念
角度调制与线性调制不同，已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线性调制。

角度调制可分为频率调制（FM）和相位调制（PM）,即载波的幅度保持不变，而载波的频率或相位随基带信号变化的调制方式。

如果载波的频率变化量与调制信号电压成正比，则称为调频（FM）；如果载波的相位变化量与调制信号电压成正比，则称为调相（PM）。

由于载波频率的变化和相位的变化都表现为载波总相角的变化，因此将调频和调相统称为调角。

本节将介绍频率调制（FM）。

3.2 频率调制（FM）
3.2.1 FM 的调制与解调原理
1)调制原理:
角度调制是用调制信号去控制载波信号角度（频率或相位）变化的一种信号变换方式，信号经过角度调制后，频率结构将发生变化。

也就是说，比如在调频信号中，载波信号的频率随着基带调制信号的幅度变化而变化。

调制信号幅度变大时，载波信号的频率也变大（或变小），调制信号幅度变小时，载波信号的频率也变小（或变大）；在角度调制中，载波的幅度保持不变。

在模拟调制中，一个连续波有三个参数可以用来携带信息而构成已调信号。

当幅度和相位保持不变时，改变载波的频率使之随未调信号的大小而改变，这就是调频的概念。

①角度调制的一般原理:()()cos m c s t A t t ωϕ=+⎡⎤⎣⎦
其中:()c t t ωϕ+为已调信号的瞬时相位（rad ）
()t ϕ为已调信号的瞬时相位偏移（rad ）
()c d t dt
ϕω+为已调信号的瞬时角频率（rad/s ） ()d t dt
ϕ为已调信号的瞬时角频率偏移（rad/s ） 频率调制（FM ）即已调信号的瞬时角频率偏移随原始基带信号线性变化，亦即：
()()f d t k m t dt
ϕ=，其中f k 为调频灵敏度()/rad s V ⋅或有
()()cos t
FM c f s t A t k m t dt ω-∞⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦⎰ 其中，A 是载波的振幅，()t t w c θ+是角度调制信号的瞬时相位，而()t θ是瞬时相位偏
移;
为信号的瞬时频率，而称为瞬时频率偏移，即相对于的瞬时
频率偏移。

其框图如下图所示：
图 3-1频率调制系统框图
2)
解调原理:
①频率调制的非相干解调（鉴频法）
鉴频器的作用是输出一个与输入信号频率成线性关系的信号，包括斜率鉴频器、锁相环鉴频器、频率负反馈解调器等类型，理想鉴频器可以等效成带微分器的包络检波器。

图3-2 频率调制鉴频法原理图
r 过微分器：()()()sin d c f c f s t k A k m t t k m t dt ωω∞-∞⎡⎤⎡⎤=-++⎣⎦⎢⎥⎣⎦⎰
解调输出：()()o
d f m t k k m t = 其中：d k 为鉴频器灵敏度
鉴频器的缺点是对信道噪声以及其他因素引起的已调信号幅度畸变有反应，故常在鉴频器前加限幅器和带通滤波器。

在小信噪比情况下，由于鉴频器的非线性解调作用，FM 信号的解调存在门限效应。

FM 解调器就是所谓的积分鉴频器或积分检波器。

如下图所示，
图3-3 FM解调器原理图
输入的调频信号被连接到乘法器的一个输入端。

经过一个耦合电容与一个LC并联谐振回路组成的移相电路产生正交信号，作为乘法器的另一个输入。

电容及谐振回路的相移可以用简单的延迟电路来产生。

该延迟电路可以产生相当于载波信号四分之一周期的延迟。

4. 仿真模型
4.1 系统级仿真
本模型是将一个声音文件（.WAV）表示的信号通过FM调制，再经过一个具有高斯噪声的信道传输，然后用延迟积分鉴频器将声音解调出来。

4.1.1仿真电路原理图
图4-1 设计模型图
4.1.2模块说明及参数设置：
(1)模块0：Source Library
说明：该模块是一个信号源，通过外部文件输入一个.wav的音频信号，然后被系统重新采样3倍后输出。

WAV 1ch：Windows XP 电话拨入声.wav
16-bit WAV 1channel 16位的1声道wav文件
Audio Rate=22050Hz 音频22050Hz
Audio Player=Off 关闭播放器
Pad=3 samples 每节拍3倍采样频率
Pad with last value
Start sample=1
Token=0
(2)模块5：Operator Library
说明：该模块是一个巴特沃思低通滤波器，截止频率为5000Hz，将输入的波形滤掉高频部分后输出。

Linear Sys Butterworth Lowpass IIR 3 Ploes
Fc=5000Hz 截止频率为 5000Hz
Quant bits=none
Init cndtn=Transient
Dsp mode disabled 数字调制
Toke5
(3)模块1：Function Library
说明：该模块是一个FM调制器，将输入的信号进行频率调制，从而获得10倍的增益输出。

Freq mod
Amp=1v 振幅为1v
Freq=5000Hz 频率为5000Hz
Phase=0 deg
Mod Gain=10 Hz/v 调制增益为 10Hz/V
Output 0=quadrature(sin) t6
Output 1=In-Phase(Cos)
Token1
(4)模块7：Gauss Noise
说明：该模块是一个加噪模块，给信道中加入高斯噪声，模拟实际生活中的信
号传输。

Std Dev=0.001v 标准差为0.001v
Mean=0v 均值是0v
Token 1
(5)模块9：Multiplier
说明：该模块是一个乘法器，将输入的信号相乘后输出。

Non Parametirc
Inputs from 6 and 8 输入信号为模块6到8的输出
Outputs to 10 输出到模块10
Token 9
(6)模块8：Operator Library
说明：该模块是一个延迟模块，根据积分鉴频器的原理，给输入信号一个250ms
的延迟，然后输出
Delay
Interpolating
Delay=250e-6 sec 250ms的延迟
Output 0= delay t9 输出0
Output 1= delay-dt 输出1
Token 8
(7)模块2：Sink Library
说明：该模块是一个音频信号输出模块，积分鉴频器最后解调出来的信号通过
一个巴特沃思滤波器滤波后输出到该模块，最后以音频文件的形式输出。

Received voice
Wav 1ch:VoiceOut.wav
8-bit Wav 1 channel 8位的1声道wav波形
Audio rate=(set at run time)
Audio player=on 打开播放器
Input from t4 output port 0 t4端口输入，0口输出
Token 2
4.1.3仿真结果分析
图4-2 X(t)处的时域波形图
图 4-3 X(t)处的频域波形图
图 4-4 Xc(t)的时域波形图
图 4-5 Xc(t) 的频域波形
图 4-6 N(t)的时域波形图
图 4-7 Xc(t)+N(t)的时域波形图
图 4-8解调后未滤波波形图
图 4-9 X(t)的时域波形图
图 4-10 X(t)的频域波形图
通过对仿真图形分析可以得出，这次仿真中，输入与输出有轻微失真，其原因可以概括为两点：
（1）所选波形文件频率与参数设置匹配没有理论上理想，导致解调轮廓出现少量失真； （2）该波形文件受高斯白噪声的影响太大，以致解调输出波形出现轻微失真。

4.2 FM 调制与解调 4.2.1FM 的调制
直接调频电路的振荡器中心频率稳定度较低,而采用晶体振荡器的调频电路, 调频范围又太窄。

采用锁相环的调频器可以解决这个矛盾。

其结构原理如图4-11 所示。

图4-11锁相环鉴频原理框
4.2.2FM
的解调
用锁相环可实现调频信号的解调, 其原理框图如图4-12 所示。

为了实现不失真的解调, 要求锁相环的捕捉带必须大于调频波的最大频偏, 环路带宽必须大于调频波中输入信号的频谱宽度。

图4-12锁相环鉴频原理框图 4.3 仿真结果及分析 4.3.1调频仿真
根据图4-1建立的调频仿真电路如图4-13所示。

图中,设置压控振荡器V1 在控制电压
为0 时, 输出频率为0; 控制电压为5V 时, 输出频率为50kHz。

这样, 实际上就选定了压
控振荡器的中心频率为25kHz, 为此设定直流电压V3 为2. 5V。

调制电压V4 通过电阻R5 接到V CO 的输入端, R5 实际上是作为调制信号源V4 的内阻, 这样可以保证加到VCO 输入
端的电压是低通滤波器的输出电压和调制电压之和, 从而满足了原理图的要求。

本电路中, 相加功能也可以通过一个加法器来完成, 但电路要变得相对复杂一些。

图4-13锁相环调频的仿真电路
VCO 输出波形和输入调制电压V4 的关系如图4-14所示。

由图可见, 输出信号频率随
着输入信号的变化而变化, 从而实现了调频功能。

图4-14锁相环调频实验波形
4.3.2鉴频仿真
图4-15相应锁相鉴频电路的仿真电路。

图中的压控振荡器的设置与锁相环调频电路相同。

为了进一步改善低通滤波器的输出波形, 在R1、C1 的输出端, 又串接了一级低通滤波电路(R4、C2 ) 。

图4-15锁相环鉴频的仿真电路
由于锁相环鉴频时要求调制信号要处于低通滤波器的通带之内, 因此电阻R1 的阻值要比调频电路中的阻值小。

本例中, R1= 10k 。

仿真波形如图4-16所示。

由图可见, 该电路实现了鉴频功能。

如果将R4、C2 的输出作为VCO 的输入, 则仿真结果不再正确, 这在实际仿真时需要注意。

图4-16锁相环鉴频频实验波形
5.脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真
5.1脉冲编码调制（PCM）设计原理
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。

如图5-1所示，模拟信号经过采样和量化以后，可以得到一系列输出，它们共有Q 个电平状态。

当Q比较大时，如果直接传输Q进制的信号，其抗噪性能是会很差的，因此，通常在发射端通过编码器把Q进制信号变换为ｋ位二进制数字信号。

而接收端将收到的二进制码元经过译码器再还原为Q进制信号，这种系统就是脉冲编码调制（PCM）系统。

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编码示意图见图5-1。

图5-1 PCM 原理框图
5.1.1 PCM 编码中抽样、量化及编码的原理 (a) 抽样
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。

(b) 量化
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5-2所示，量化器Q 输出L 个量化值k y ，k=1，2，3，…，L 。

k y 常称为重建电平或量化电平。

当量化器输入信号幅度x 落在k x 与1+k x 之间时，量化器输出电平为k y 。

这个量化过程可以表达为：{}1(),
1,2,3,,
k k k y Q x Q x x x y k L +==<≤==
这里k x 称为分层电平或判决阈值。

通常k k k x x -=∆+1称为量化间隔。

图5-2 模拟信号的量化
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()m t 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，往往采用非均匀量化。

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v ∆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。

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μ压缩律和A 压缩律。

美国采用μ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。

所谓A 压缩律也就是压缩器具有如下特性的压缩律：
A X A Ax y 1
0,ln 1≤<+=
11,ln 1ln 1<≤++=X A A Ax y
图5-3 A 律函数13折线
A 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 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。

图5-3所示出了这种压扩特性。

表5-1列出了13折线时的x 值与计算y 值的比较。

表5-1 13折线时的x 值与计算x 值的比较
表5-1中第二行x 值是根据6.87=A 时计算得到的，第三行的x 值是13折线分段时的值。

可见13折线各段落的分界点与6.87=A 曲线很逼近，同时x 按2的幂次分割有利于数字化。

(c) 编码
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。

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。

表5-2 段落码 表5-3 段内码
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）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27＝128个量化级。

段落码和8个段落之间的关系如表5-2所示；段内码与16个量化级之间的关系见表5-3。

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。

5.2 信号源子系统的组成
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5-4
图5-4 信号源子系统的组成
5.3 PCM编码器模块
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5-5所示:
图5-5 PCM编码器模块
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，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。

5.4 PCM编码器组件功能实现
(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 300Hz－3400Hz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。

(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5-6, 图5-7），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。

图5-6 压缩前
图5-7 压缩后
(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300Hz－3400Hz，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，这样产生了64kbit/s的语音压缩编码。

图5-9 系统模型
子系统（图符12）如下图10：
图5-10 子系统
以上图5-9、图5-10各方块的有关参数如表5-4：
5.5 仿真波形
5.5.1信号源的波形
5.5.2信号源经压缩后的波形
5.5.3 PCM编码的波形
5.5.4 PCM译码时经过D/A转化并用A律扩张后的输出波形
5.5.5 译码后恢复源信号的输出波形
由以上数据波形可以看出在PCM编码的过程中，译码输出的波形具有一定的延迟现象，其波形基本上不失真的在接收端得到恢复，传输的过程中实现了数字化的传输过程。

5.6设计过程中需解决的问题
首先，必须根据实际情况合理的设计采样频率和抽样脉冲的参数，以防波形的失真，由于在刚开始的时候,没有合理设置采样频率的参数,出现了在译码时恢复波形的失真,最后根据采样频率fs大于等于2fH条件,通过不断调试,最终可以合理地恢复源信号波形。

但由于在信道传输过程中由于各种原因而引起译码波形有一定的延时现象。

其次，在调试带使能端的8路数据选择器在实现PCM编码输出的并行数据转换为串行数据输出时，起初由于没有合理应用选择控制端，而导致数据输出毫无规律，即八路数据当中随机地从哪一路输出，最后通过设置频率不同的三路脉冲方波作用于选择控制端，去控制每一路的数据输出，然后经过调试完成了PCM编码的正确输出。

最后,在设计滤波器时,首先要看系统信号源输出信号频率到底是处于在哪个频率范围,再根据其他参考参数和系统各项技术要求,决定是要设计哪种类型的滤波器,是低通型还是带通型滤波器。

5.7 设计心得
本次课程设计在刚开始的过程中无从下手，手忙脚乱，时间又紧，最终决定用软件仿真来实现PCM的编码过程。

通过这次设计，掌握了PCM编码的工作原理及PCM系统的工作过程，学会了使用仿真软件 SystemView（通信系统的动态仿真软件），并学会通过应用。