PCM编码和解码讲课教案
pcm编码解码课程设计
pcm编码解码课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解PCM编码的基本概念、原理和分类；2. 掌握PCM编码和解码的步骤，了解其在数字音频处理中的应用；3. 了解不同采样频率、位深度对PCM音频质量的影响。
技能目标：1. 培养学生运用PCM编码原理解决实际问题的能力；2. 学会使用相关软件或编程语言进行PCM音频的编码和解码；3. 能够分析不同PCM参数对音频质量的影响，并进行优化。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对数字音频处理的兴趣，培养其探索精神；2. 培养学生团队合作意识，学会在团队中分享和交流；3. 引导学生关注科技发展，了解数字化技术在实际应用中的价值。
课程性质：本课程为信息技术或电子学科相关课程，结合学生所在年级，注重理论联系实际，提高学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的计算机和电子学科基础知识，对新鲜事物充满好奇心，具备一定的动手操作能力和问题解决能力。
教学要求：通过本课程的学习，要求学生掌握PCM编码解码的基本知识和技能，能够将所学知识应用于实际生活中，提高学生的数字化素养。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，培养其创新精神和团队合作能力。
课程目标分解为具体学习成果，以便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. PCM编码基本概念：介绍PCM的定义、作用及其在数字音频领域的地位；教材章节：第一章 数字音频基础2. PCM编码原理：讲解线性脉冲编码调制（PCM）的原理、步骤及关键参数；教材章节：第二章 PCM编码原理3. PCM编码分类：介绍不同类型的PCM编码方式，如标准PCM、差分PCM 等；教材章节：第二章 PCM编码原理4. 采样频率与位深度：分析采样频率、位深度对PCM音频质量的影响；教材章节：第三章 采样与量化5. PCM编码与解码实现：讲解如何使用软件或编程语言实现PCM音频的编码和解码；教材章节：第四章 PCM编码与解码实现6. 应用实例：分析PCM编码在实际应用中的案例，如数字录音、音频传输等；教材章节：第五章 数字音频应用实例7. PCM音频质量优化：探讨如何通过调整PCM参数提高音频质量；教材章节：第六章 音频质量优化教学内容安排与进度：第1课时：PCM基本概念、作用及其在数字音频领域的地位；第2课时：PCM编码原理、步骤及关键参数；第3课时：PCM编码分类、采样频率与位深度；第4课时：PCM编码与解码实现；第5课时：应用实例及PCM音频质量优化。
PCM教学课件_PPT课件
下面以一例题说明
例：设输入信号抽样值为+1270个量化单位，试用13折 线特性编码编出对应的8位码。
+1270
设8位码为D1D2D3D4D5D6D7D8
（1）确定极性码D1
由于样值为正，故D1=1
（2）确定段落码D2D3D4
确定D2，取权值128，因1270≥128，D2=1，表示输入信 号抽样值处在后4段。
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 压缩律和A压缩 律。美国采用 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。
形和频谱。
）
图1.1.1 理想抽样信号波形及其频谱
由图1.1.1可知，在s 2H (即 fs 2 fH )
的条件下，抽样信号的周期性频谱无混叠现
象，经过截止角频率H 的理想低通滤波器，
既可以无失真的恢复原始信号。 而若s 2H ，则抽样信号的频谱间将
会出现混叠现象，如图1.1.2。显然不能无失 真的恢复原始信号。
001
010
011
10 0
101 11 0
111
起始电平（以 △为单位）
0
16
32 64 128 25 512 1024
6
各段量化台 阶与△的比 1
1
2
4 8 16 32 64
值
当给定样值后，可有各段起始电平值确定样 值属于哪一段，确定后就用该段的段落码表示。
D5D6D7D8：段内码（16个量化级） 当段落码确定之后，接着确定出该量化段
PCM教案
对象： 方法：理论联系实际，边讲边做。 地点：课堂 时间：45分钟 要求：（1）严守课堂纪律，注意听讲； （2）认真做好笔记，按时完成课后作业； （3）谦虚谨慎、戒骄戒躁 器材保障：电脑、投影机、教材 教 学 进 程 教学准备：（5分钟） 1、教员报告 2、宣布教学提要 教学实施：（35分钟）
一、PCM的概念及原理
3、2100Hz信令接口:
2100Hz信令接口包括2100Hz磁石、交换、 自动等几种接口。其功能是将交换机或用户 单机送来的各种信令信号调制成2100Hz的信 令发送出来，或把接收到的2100Hz信令解调 为各种信令信号送给交换机或用户单机，同 时进行话音的调制和解调。
4、直流信令接口：
直流信令接口包括自动、信令交换、信令 双供、信令磁石、信令E／M等几种接口。其 功能是将交换机或单机送来的各种信令信号 转换成数字码发送出去，或把接收到的数字 信令码还原成各种信令信号送给交换机或用 户单机等。同时进行话音的编解码。
（四）、单板的功能
1、电源盘: 电源盘将外供－48V直流转换成系统所需的 ±5V直流电源，同时提供75V／25Hz铃流 。
2、2M群路盘:
控制和协调各种接 口板的通信，将各话路 或数据接口送来的信息 汇集成帧送到对端或将 对端送来的信息分接到 每个话路或数据接口。 对系统进行监测，提供 告警信息，可以与外部 监测终端进行通信，检 测外部的告警信息等。
PCM解调课程设计
PCM解调课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握PCM解调的基本原理和应用，培养学生对数字信号处理的理解和兴趣。
具体来说，知识目标包括：了解PCM编码和解调的基本原理；掌握PCM信号的同步提取和再生；理解PCM信号的差分编码和增量编码。
技能目标包括：能够使用PCM解调器对数字信号进行解调；能够对PCM信号进行同步提取和再生；能够对PCM信号进行差分编码和增量编码。
情感态度价值观目标包括：培养学生对数字信号处理的兴趣；培养学生对科学研究的热情；培养学生团队合作和自主学习的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括PCM解调的基本原理、PCM信号的同步提取和再生、PCM信号的差分编码和增量编码。
具体安排如下：首先，介绍PCM编码和解调的基本原理，让学生了解PCM信号的产生和处理过程；然后，讲解PCM信号的同步提取和再生，让学生掌握PCM信号的同步提取方法和解调器的设计；接着，介绍PCM信号的差分编码和增量编码，让学生了解差分编码和增量编码的原理和应用；最后，通过实例分析，让学生了解PCM解调在实际通信系统中的应用。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，我们将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法。
在讲授法中，教师将系统地介绍PCM解调的基本原理和应用；在讨论法中，学生将分组讨论PCM解调的实际问题和解决方案；在案例分析法中，学生将通过分析实际案例，了解PCM解调在通信系统中的应用；在实验法中，学生将通过实验操作，掌握PCM解调器的使用和调试。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：教材《数字信号处理导论》，供学生参考；参考书《PCM信号解调技术》，供学生深入了解PCM解调的原理和应用；多媒体资料，包括PCM解调的动画演示和实验操作视频，供学生直观理解PCM解调的过程；实验设备，包括PCM解调器和信号发生器，供学生进行实验操作和调试。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面客观地评价学生的学习成果。
教学资源 45脉冲编码调制(PCM) 电子教案
脉冲编码调制（PCM ）一、教学目标：1掌握码位的选择与安排2 掌握段落和段内码与各段关系3 理解非线性编码与线性编码比较4理解编码原理二、教学重点、难点：重点掌握码位的选择与安排以及段落和段内码与各段关系。
三、教学过程设计：1码位的选择与安排8位二进制码对应有25628==M 个量化级，即正、负输入幅度范围内各有128个量化级，这需要将13折线中的每个折线段再均匀划分16个量化级，由于每个段落长度不均匀，因此正或负输入的8个段落被划分成128168=⨯个不均匀的量化级。
按折叠二进码的码型，这8位码的安排如下：极性码 段落码 段内码1C 432C C C 8765C C C C其中第1位码1C 的数值“1”或“0”分别表示信号的正、负极性，称为极性码。
第2至第4位码432C C C 为段落码，代表8个段落的起点电平。
第5至第8位码8765C C C C 为段内码，这4位码的16种可能状态用来分别代表每一段落内的16个均匀划分的量化级。
图1 段落码与各段的关系注意：在13折线编码方法中，虽然各段内的16个量化级是均匀的，但因段落长度不等，故不同段落间的量化级是非均匀的。
13折线中的第一、二段最短，只有归一化的1/128，再将它等分16小段，每一小段长度为204811611281=⨯。
这是最小的量化级间隔，它仅有输入信号归一化值的1/2048，记为∆，代表一个量化单位；第八段最长，每一小段归一化长度为321，包含64个最小量化间隔，记为64∆。
表1 13 折线幅度码及其对应电平2非线性编码与线性编码比较假设以非均匀量化时的最小量化间隔 =1/2048作为均匀量化的量化间隔，那么从13折线的第一段到第八段所包含的均匀量化级数共有2048个均匀量化级，而非均匀量化只有128个量化级。
均匀量化需要编11位码，而非均匀量化只要编7位码。
通常把按非均匀量化特性的编码称为非线性编码；按均匀量化特性的编码称为线性编码。
pcm译码课程设计
pcm 译码课程设计一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握PCM译码的基本原理和流程，了解其在我国通信领域中的应用。
技能目标要求学生能够运用PCM译码知识解决实际问题，提高实践操作能力。
情感态度价值观目标旨在培养学生对我国通信技术的自豪感，激发他们对科技创新的热情。
通过分析课程性质、学生特点和教学要求，我们将目标分解为具体的学习成果。
学生将能够：1.描述PCM译码的基本原理和流程。
2.解释PCM译码在我国通信领域中的应用。
3.运用PCM译码知识解决实际问题。
4.感受到我国通信技术的先进性，培养科技创新意识。
二、教学内容根据课程目标，我们选择和了以下教学内容：1.PCM译码的基本原理：包括PCM编码、量化、编码过程等内容。
2.PCM译码流程：采样、量化、编码、解码等环节。
3.PCM译码在我国通信领域中的应用：如电话通信、数据传输等。
4.实践操作：使用模拟软件进行PCM译码实验，巩固理论知识。
教学大纲将按照以下安排进行：1.第1-2课时：讲解PCM译码的基本原理。
2.第3-4课时：介绍PCM译码流程。
3.第5-6课时：探讨PCM译码在我国通信领域中的应用。
4.第7-8课时：进行实践操作，演示PCM译码实验。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，我们将采用多种教学方法：1.讲授法：讲解PCM译码的基本原理和流程。
2.讨论法：分组讨论PCM译码在实际应用中的优势和局限。
3.案例分析法：分析具体案例，引导学生运用PCM译码知识解决问题。
4.实验法：进行PCM译码实验，培养学生的实践操作能力。
四、教学资源我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威出版的PCM译码相关教材。
2.参考书：推荐学生阅读相关领域的经典著作。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等资料，直观展示PCM译码原理和实验过程。
4.实验设备：准备PCM译码实验所需的硬件设备和相关软件。
pcm脉冲编码调制课程设计
pcm脉冲编码调制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解脉冲编码调制（PCM）的基本概念和原理；2. 学生能掌握PCM系统的组成部分，包括模拟信号的采样、量化、编码和解码过程；3. 学生能解释采样定理及其在PCM中的应用；4. 学生了解不同类型的量化方法和编码方式，并明白它们对信号质量的影响。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的PCM编码解码系统；2. 学生能够通过计算实例，评估不同PCM参数（如采样频率、量化位数）对信号恢复质量的影响；3. 学生能够操作相关软件或硬件工具，进行PCM的实际信号处理实验。
情感态度价值观目标：1. 学生通过PCM的学习，培养对通信技术发展的兴趣和认识，激发对工程问题的探究精神；2. 学生能够在小组合作中展现出团队精神和沟通能力，增强合作解决问题的意识；3. 学生能够认识到技术在现代社会中的重要作用，理解技术发展对生活的影响，培养积极的技术伦理观。
课程性质分析：本课程属于电子信息技术或通信原理的范畴，理论与实践相结合，通过PCM的学习，使学生掌握模拟信号数字处理的基础。
学生特点分析：针对高中年级或大一、大二理工科学生，他们具备一定的数学基础和物理概念，对通信技术有一定的好奇心，但需要具体案例和实际操作来加深理解。
教学要求：教学内容需结合实际案例，通过直观演示和动手实验，使学生在理解理论基础上，能够达到技能和情感态度价值观的双重目标。
教学过程中应注重启发式教学，鼓励学生提问和思考，促进知识的深入理解与应用。
二、教学内容1. PCM基本概念：介绍脉冲编码调制的基本原理，包括模拟信号的数字化过程；- 教材章节：第二章“模拟信号的数字化”- 内容：信号的采样、量化、编码与解码的基本定义和流程。
2. 采样定理：探讨奈奎斯特采样定理，理解采样频率与信号频率的关系；- 教材章节：第二章“采样定理”- 内容：采样频率的选择，避免混叠现象的方法。
3. 量化方法：讲解均匀量化和非均匀量化，以及量化误差的分析；- 教材章节：第三章“量化与编码”- 内容：量化级数的确定，量化误差的计算。
教学资源 46脉冲编码调制(PCM)的仿真 电子教案
脉冲编码调制（PCM）的仿真一、教学目标：1掌握PCM通信系统设计的过程、步骤、要求、工作内容及设计方法；2掌握用计算机仿真通信系统的方法。
3训练学生综合运用专业知识的能力，提高学生进行通信工程设计的能力。
二、教学重点、难点：重点掌握PCM通信系统设计的过程、步骤、要求、工作内容及设计方法。
三、教学过程设计：1PCM系统工作原理脉冲编码调制是把模拟信号数字化传输的基本方法之一，它通过抽样、量化和编码，把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号，然后在信道中进行传输。
接收机将收到的数字信号经再生、译码、平滑后恢复出原始的模拟信号。
PCM系统的组成如图1所示。
图1 PCM原理框图话音信号先经过防混叠低通滤波器，得到限带信号（300Hz～3400Hz），进行脉冲抽样，变成8KHz重复频率的抽样信号（即离散的脉冲调幅PAM信号），然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”办法量化为有限个幅度取值的信号，再经编码，转换成二进制码。
对于电话，CCITT（国际电话与电报顾问委员会International Telephone and Telegraph Consultative Committee）规定抽样率为8KHz，每抽样值编8位码，即共有28=256个量化值，因而每话路PCM编码后的标准数码率是64kb/s。
2 PCM仿真系统模型图2 PCM仿真系统模型图3 PCM仿真系统各模块设计⑴PCM信号源模块设计信号源模块由信号发生器、低通滤波器和延时器组成。
采用两路信号，一路为频率3000HZ的正弦信号，一路为高斯信号，信号通过低通滤波器后，通过延时得到编码模块的输入信号。
⑵编码器模块设计主要由信号源子系统、低通滤波器、瞬时压缩器、A/D转换器、并/串转换器、输出端子构成组成。
其主要工作过程是：信源信号经过 PCM 编码器低通滤波器完成信号频带过滤，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完成并/串转换成串行数据，最后通过输出PCM编码信号。
脉冲编码调制PCMPPT学习教案
i
01 2 3
4
5
6
78
y = i/8
0 1/8 2/8 3/8 4/8 5/8 6/8 7/8 1
x=(2i - 1)/255 0 1/255 3/255 7/255 15/255 31/255 63/255 127/255 1
斜率 255 1/8 1/16 1/32 1/64 1/128 1/256 1/512 1/1024
误差大小
1 2 4 8
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第42页/共43页
§3.4 标量量化
一、标量量化
量化过程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集合。
3.9
4.2
3.4
3.2
2.8
1.2
x 模拟入
Q(x) 量化器
y 量化值
4 3
3
011
100
011
3 1
011
001
4 100
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重建电平
yk xk
x k+1
分层电平
x k+2
§3.5 最佳量化器
段号
12 3
45
6
7
8
由于其第1段和第2段的斜率不同， 不能合并为一条直线，故考虑 交流电压正负极性后，共得到 15段折线。
第36页/共43页
μ律：
0—1/255作为第一区间； 1/255—3/255作为第二区间； 3/255—7/255作为第三区间； 7/255—15/255作为第四区间； 15/255—31/255作为第五区间； 31/255—63/255作为第六区间； 63/255—127/255作为第七区间； 127/255—1作为第八区间；
A律PCM编码系统课程设计
A律PCM编码系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解PCM编码的基本概念，掌握A律脉冲编码调制的基本原理；2. 学生能够掌握A律PCM编码的数学表达式，并解释编码过程中各个参数的含义；3. 学生能够描述A律PCM编码在通信系统中的应用及其优势。
技能目标：1. 学生能够运用A律PCM编码方法对模拟信号进行数字化处理，并能够进行编码和解码操作；2. 学生能够运用相关工具或软件进行A律PCM编码的实验，分析实验结果，提高实际操作能力；3. 学生能够通过小组合作，共同探讨并解决A律PCM编码过程中遇到的问题，培养团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到A律PCM编码在现代通信技术中的重要性，增强对通信科学的兴趣和热情；2. 学生通过学习A律PCM编码，培养严谨的科学态度，提高分析和解决问题的能力；3. 学生在学习过程中，能够树立良好的道德品质，尊重知识产权，遵循学术规范。
课程性质：本课程为电子信息类专业高年级学生的专业基础课程，旨在使学生掌握通信系统中模拟信号数字化的基本方法，提高学生的实际操作能力和团队协作能力。
学生特点：学生已经具备一定的电子信息和数学基础，具有较强的逻辑思维能力和动手实践能力。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，采用启发式教学，引导学生主动探究，培养学生的创新能力和实践操作技能。
同时，注重评估学生的学习成果，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 引言：介绍模拟信号数字化的必要性，引出PCM编码的基本概念及其在通信系统中的应用。
教材章节：第一章第三节2. A律PCM编码基本原理：- 脉冲编码调制（PCM）基本流程；- A律压缩算法及其数学表达式；教材章节：第二章第一节3. A律PCM编码过程：- 采样、量化和编码；- A律压缩与解压缩；- 编码误差分析；教材章节：第二章第二节4. A律PCM编码应用：- 在通信系统中的应用案例分析；- A律PCM编码的优势；教材章节：第二章第三节5. 实践操作：- 使用相关工具或软件进行A律PCM编码实验；- 实验步骤及注意事项；教材章节：第三章6. 小组讨论与总结：- 分析实验结果，探讨A律PCM编码在实际应用中的优缺点；- 各小组汇报成果，总结学习心得；教材章节：第三章教学内容安排与进度：第一周：引言、A律PCM编码基本原理；第二周：A律PCM编码过程；第三周：A律PCM编码应用；第四周：实践操作；第五周：小组讨论与总结。
eda课程设计pcm解码器
eda课程设计pcm解码器一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PCM解码器的基本原理，掌握其工作流程及关键参数。
2. 学生能描述EDA工具在PCM解码器设计中的应用，如原理图绘制、仿真测试等。
3. 学生了解数字信号处理基本概念，并掌握与PCM解码相关的基础知识。
技能目标：1. 学生能够运用EDA工具完成PCM解码器的设计、仿真和验证。
2. 学生能够分析PCM解码过程中出现的常见问题，并提出相应的解决方案。
3. 学生通过小组合作，提高团队协作能力和沟通表达能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子设计的兴趣，激发创新意识，增强实践能力。
2. 学生在学习过程中，培养严谨、细心的态度，提高解决问题的自信心。
3. 学生通过本课程的学习，认识到科技发展对社会进步的重要性，增强社会责任感。
课程性质：本课程为电子设计自动化（EDA）课程的一部分，旨在帮助学生掌握PCM解码器的设计与实现，提高学生的实践能力和创新能力。
学生特点：学生为高中年级，具备一定的电子基础知识，对新鲜事物充满好奇心，但实践经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调动手能力培养，鼓励学生主动思考、合作探究，提高解决问题的能力。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际项目中，实现课程目标的具体分解和达成。
二、教学内容1. PCM解码器基本原理：包括PCM编码过程、数字信号处理基础、解码器工作原理等，对应教材第3章内容。
2. EDA工具使用：介绍原理图绘制、仿真测试等EDA工具的基本操作，对应教材第4章内容。
3. PCM解码器设计流程：分析设计步骤，包括电路设计、仿真验证、PCB布线等，对应教材第5章内容。
4. PCM解码器关键电路：讲解运算放大器、比较器、时钟电路等关键电路的设计，对应教材第6章内容。
5. 仿真测试与优化：教授如何进行PCM解码器的仿真测试，分析常见问题，提出优化方案，对应教材第7章内容。
6. 实践操作：分组进行PCM解码器的设计、仿真、优化和实物制作，结合教材第8章案例。
PCM编码及解码课程设计
西南科技大学课程设计报告课程名称：数字通信课程设计设计名称：PCM编码及解码*名：***学号: ********班级：通信0703指导教师：***起止日期：2010.7.3---2008.7.10西南科技大学信息工程学院制课程设计任务书学生班级：通信0703 学生姓名：蔡成玉学号：20074972 设计名称：PCM编码及解码起止日期：2010.7.3----2010.7.10 指导教师：龙惠民课程设计学生日志课程设课程设计考勤表课程设计评语表一、设计目的和意义Pcm编解码比其他一些方式更能提供高性能的点到点通信，通信保密性强，特别适合金融、保险等保密性要求的客户需要；另外，它的传输质量高，网络时延小，信道固定分配，充分保证了通信的可靠性，保证用户的带宽不会受其他用户的影响；而且拥护通过这条高速的国际互联通道，可构筑自己的Internet、E-mail等应用系统；还可以使用户网络的整体接入使局域网内PC均可共享互联网资源；二、设计原理：脉冲编码调制简称脉码调制，它使一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。
脉冲调制—时间上离散的脉冲序列作为载波.主要参数—幅度、宽度和位置。
脉冲模拟调制：用模拟基带信号控制脉冲序列的参数变化传送信号样本值。
脉冲数字调制：用脉冲码组表示调制信号采样值。
脉码调制—将模拟调制信号的采样值变换为脉冲码组。
PCM编码包括如下三个过程。
抽样：将模拟信号转换为时间离散的样本脉冲序列。
量化：将离散时间连续幅度的抽样信号转换成为离散时间离散幅度的数字信号。
编码：用一定位数的脉冲码组表示量化采样值。
(a)信号的抽样值和量化抽样值(b)二进制PCM信号（单极性码）码速率:1bbfT其中Tb为码元间隔。
模拟信源预滤波器抽样器波形编码器量化、编码数字信道波形解码器重建滤波器抽样保持、x/sinx低通模拟终端解调: 接收机中恢复信源信息的过程。
码元：脉冲码组的每个脉冲。
码长n ：码组中包含的码元个数。
PCM编码及解码
PCM编码及解码一、设计目的和意义作为电子专业的一名学生，通信原理课程无疑是我所必修专业课中的重点，对于我将来所要从事的领域有着不可或缺的作用，学号这门课是无可厚非的。
然而，对于课堂上老师的讲解，最多只能做到了解，真正的理论知识显得枯燥而乏味，没有得到实用的理论等于一纸空文。
在这次课程设计中，旨在让我们更深入的了解这门科目某些应用方面以及如何应用自己所学知识去做事情。
同时，锻炼我们的动手能力，以及运用软件来实现通信系统中的的工作模式。
这对于我们大三，即将走出校园的一代，是很好的历练，让我们学会从发现问题，并找到问题的切入点来处理身边的来来往往。
二、设计原理本设计主要会用到的知识有通信原理中的脉冲编码调制（PCM）、数字信号处理的由时域到频域的一些变换知识，如傅立叶变换、FFT以及MATLAB软件的使用等。
PCM系统的原理：脉码调制—将模拟调制信号的采样值变换为脉冲码组。
PCM 编码包括如下三个过程。
抽样：将模拟信号转换为时间离散的样本脉冲序列。
量化：将离散时间连续幅度的抽样信号转换成为离散时间离散幅度的数字信号。
编码：用一定位数的脉冲码组表示量化采样值。
译码：把编码后的码流在通过信道传输后得到的码流译成离散时间连续幅度的信号。
其系统框图如下：图1 PCM系统原理图本次课程设计主要是做量化、编码、信道传输、译码四部分。
（一） 律15折线的原理2()2HB f oqS SQNR N ==μ律采用非均匀量化，它用的是直接法即用不同的量阶对信号进行非均匀量化，对数量化器可以满足要求。
μ律的对数压缩特性为：ln(1)(),01ln(1)x f x x μμ+=≤≤+ （1）其中μ为压缩系数。
μ越大则压缩效果越明显，μ=0相当于无压缩，国际现在的标准为μ=255。
μ律压缩特性可以用15折线来近似（折线图见附录中，PCM 编码输入输出特性曲线）。
由于正负对称，且正的第一区间与负的第一区间斜率相同，所以途中只画出了正半轴。
PCM编码及解码
PCM编码及解码一、设计目的和意义作为电子专业的一名学生，通信原理课程无疑是我所必修专业课中的重点，对于我将来所要从事的领域有着不可或缺的作用，学号这门课是无可厚非的。
然而，对于课堂上老师的讲解，最多只能做到了解，真正的理论知识显得枯燥而乏味，没有得到实用的理论等于一纸空文。
在这次课程设计中，旨在让我们更深入的了解这门科目某些应用方面以及如何应用自己所学知识去做事情。
同时，锻炼我们的动手能力，以及运用软件来实现通信系统中的的工作模式。
这对于我们大三，即将走出校园的一代，是很好的历练，让我们学会从发现问题，并找到问题的切入点来处理身边的来来往往。
二、设计原理本设计主要会用到的知识有通信原理中的脉冲编码调制（PCM）、数字信号处理的由时域到频域的一些变换知识，如傅立叶变换、FFT以及MATLAB软件的使用等。
PCM系统的原理：脉码调制—将模拟调制信号的采样值变换为脉冲码组。
PCM 编码包括如下三个过程。
抽样：将模拟信号转换为时间离散的样本脉冲序列。
量化：将离散时间连续幅度的抽样信号转换成为离散时间离散幅度的数字信号。
编码：用一定位数的脉冲码组表示量化采样值。
译码：把编码后的码流在通过信道传输后得到的码流译成离散时间连续幅度的信号。
其系统框图如下：图1 PCM系统原理图本次课程设计主要是做量化、编码、信道传输、译码四部分。
（一） 律15折线的原理2()2H B f o q S SQNR N ==μ律采用非均匀量化，它用的是直接法即用不同的量阶对信号进行非均匀量化，对数量化器可以满足要求。
μ律的对数压缩特性为：ln(1)(),01ln(1)x f x x μμ+=≤≤+ （1） 其中μ为压缩系数。
μ越大则压缩效果越明显，μ=0相当于无压缩，国际现在的标准为μ=255。
μ律压缩特性可以用15折线来近似（折线图见附录中，PCM 编码输入输出特性曲线）。
由于正负对称，且正的第一区间与负的第一区间斜率相同，所以途中只画出了正半轴。
《PCM编码和解码》课件
PCM在视频编码中用于处理高清视频和无损视频，保证视频的准确性和质量。
发展趋势
PCM编码正在不断创新和发展，如无损压缩算法、数据压缩技术等。
PCM编码和解码的优缺点
优点
• 高保真度 • 抗干扰能力强 • 易于实现和处理
缺点
• 数据量大 • 带宽要求高 • 对存储和传输资源要求高
发展挑战
• 提高压缩比 • 降低数据损失 • 适应新型媒体应用需求
PCM编码的实现
1
采样的概念
采样是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程。采样定理告诉我们采样 频率的选择是至关重要的。
2
量化的概念
量化是将采样后的模拟信号转换为离散的数字信号的过程。量化误差是不可避免 的，我们需要合适的量化步长来平衡精度和数据量。
3
PCM编码的流程
PCM编码包括采样、量化和编码三个步骤。它将模拟信号转换为二进制码，以便 传输和存储。
结论
数字通信的意义
PCM在数字通信领域中扮演着重要角色，为高保真 音视频传输提供新，如无损压缩、高效 编解码算法等，拥有广阔的应用前景。
参考文献
• Smith, S. W. "The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing".
PCM解码的过程
PCM解码是将数字信号还原为模拟信号的过程。解调器负责将数字信号转换为模拟信号，解码器将二进制码还 原为连续的模拟信号。 解调器的功能是移除数字信号中的调制，并将其转换为模拟信号。解码器根据编码方式还原出原始的模拟信号。
PCM编码和解码的应用
音频编码
PCM在音频编码中得到广泛应用，支持高保真音质和音频的实时传输。
lesson1 PCM教案
Unit 01 The Principle of PCMI.Course IntroductinFrom this period on, we are going to learn English on Telecommunications, which is one of the English for Science and Technology (EST). （What’s the characteristics of EST?) Course Introductin----EST’s featuresEnglish for Science and Technology (EST).The Study focusing on EST began in 1950s. EST has its own features in writing style, vocabulary, grammar and rhetorical devices.Generally speaking, EST lays more emphasis on scientificalness , logic, accuracy and strictness instead of literary grace. Thus its writing often is filled with nominalized phrases, passive voiced sentences, non-restrictive attributive clauses and postpositional determiners etc.Therefore, in understanding and translating the material of EST, we lay more emphasis on faithfulness, expressiveness and accurateness (信, 达, 切) rather than faithfulness, expressiveness and elegance( 信，达，雅，which advocated by Yanfu).Vocabulary Studying TipsGet Familiar with certain lexicological devices (word-formation);Grasp the words’ meaning in the concrete registers (context, fields of science).Read more related materials and do more translation. Practice and repetition is the mother of memory.lexicological devices (word-formation);(a). Compounding or composition ( about 27%):raindrop pulse code modulation(b). Derivation of affixation (about 17.5%)Prefixation: decode synchronizationsuffixation: modulation coder(c). Conversion (about 10.5%): code(d). Initialisms and acronyms （about 9%):PCM CCITT UNESCO NATO(e). Blending (about 6%) TELEX(f). Neoclassical formations (about 4%) psychedelic neuroliguistic(g). Reduplication (about 0.5%) walkie-talkie(h). Clipping (about 2%) phone labGet Familiar with certain lexicological devices;Grasp the words’ meaning in the concrete regist ers (context, fields of science).EYE: 眼睛inspection eyehoisting eyeobserving eyetelevision eyeflower eyeCELL 蜂窝，蜂房The nucleus is the information center of the cell.细胞核是细胞的信息中枢。
PCM编码教学设计
贵州高校青年教师岗前培训教学设计教学内容：PCM编码学校：贵州职业技术学院专业：通信类姓名：吴立知完成时间：2013年1月21日PCM编码一、教学内容分析1、本节课的知识结构5.1 脉冲编码调制（PCM）1）PCM编码2、本节课的基本概念1）脉冲编码调制包括抽样、量化、编码三个过程。
2）抽样：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。
3）量化：利用预先规定的有限个电平来表示模拟信号抽样值，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。
（1）均匀量化：将模拟信号的取值均匀分段，然后取每段的中间值为量化电平。
（2）非均匀量化：所谓非均匀量化就是对信号的不同部分用不同的量化间隔。
具体地说，就是对小信号部分采用较小的量化间隔，而对大信号部分就用较大的量化间隔。
实现这种思路的一种方法就是压缩与扩张法。
4 ）编码：用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。
二、学情分析1、学生年龄特点分析该班为大学一年级学生，年龄均还处在青春期，比较活泼好动，缺乏学习枯燥理论知识的耐心。
因此在课程教学中，应引入多种教学手段和方法，吸引学生的学习兴趣，提高学生的求知欲。
2、学生已有知识经验分析该班学生有一定的通信专业专业知识，对本课程有一定的理解能力，并且有部分学生学习很认真，这都是教学的有利条件，但也有4-6个学生基础差，且缺课较多，这给教学带来一定的困难。
3、学生学习能力分析作为一年级学生，专业理论知识相对薄弱，但实践操作能力较好，并具有主动学习意识，参与意识强，兴趣广泛。
课程教学中应注重实际能力的培训，增加实际操作内容，能够激发学生学习积极性。
4、学生学习风格分析学生较活泼好动，缺乏学习枯燥理论知识的耐心，但实践操作能力较好。
因此在课程教学中，应注重实际能力的应用，引入多种教学手段和方法，引导学生对专业知识进行探索。
三、教学目标1、知识方面使学生掌握PCM编码的原理及编码规则。
2、能力方面培养学生掌握PCM通信系统的知识及数据传输系统硬件和软件平台搭建。
PCM译码器和解码器系统设计 通信原理课程设计
南华大学电气工程学院《通信原理课程设计》任务书设计题目： PCM编码器系统的设计专业：电子信息工程学生姓名: 段超学号: 20124470323 起迄日期: 2015年12月20日—2016年1月20日指导教师:李圣系主任：陈忠泽《通信原理课程设计》任务书摘要本设计结合PCM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）系统的建模与仿真分析。
即学习通过利用计算机建立通信系统模型的基本方法和基本技能，学习会利用仿真的手段对通信系统的基本理论和基本算法进行验证。
学习现有流行的通信系统仿真软件的基本使用方法，利用Matlab软件解决通信中存在的问题。
关键词：脉冲编码调制（PCM）均匀与非均匀量化MATLAB仿真AbstractCombined 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 establish 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 solve communication problems using Matlab software.Keywords:pulse code modulation (PCM) with uniform and non-uniform quantization in MATLAB simulation目录1知识背景 (2)1.1 PCM原理及仿真 (2)1.2脉冲编码调制 (2)1.3 PCM编码原理 (3)2 M文件仿真 (10)2.1 原信号采样程序 (10)2.2原信号编码程序 (11)3SIMULINK (15)3.1 原始模拟信号电路图及仿真图 (15)3.2 PCM编码器电路设计 (16)3.3 PCM解码器电路设计 (16)4 心得体会 (22)5 参考文献 (22)1 背景知识1.1 PCM原理及仿真脉冲编码调制就是把一个时间，取值连续的模拟信号变换成时间离散，取值离散的数字信号后在信道中传输。
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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2所示；段内码与16个量化级之间的关 系见表3。
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 压缩律和A压缩律。美国采用 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：
y Ax ,0 X 1
y 1
7
8 6
8
5
8
4
（6）
8
3
（5）
8 （4）
2
8 （3） 1
8 （2）
（1）
0
11
1
1
16 8
4
128 1
1
32
64
（7）
（8）
未压缩
1
Hale Waihona Puke 12图3 为13折线特性
表1列出了13折线时的x值与计算x值的比较。
表1中第二行的x值是根据A=87.6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A=87.6曲线十分逼近，同 时x按2的幂次分割有利于数字化。
PCM编码中抽样、量化及编码的原理
3、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。
PCM编码中抽样、量化及编码的原理
2、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2所示，量化器Q输出L个 量化值 ，k=1，2，3，…，L。 常称为重建 电平或量化电平。当量化器输入信号幅度 落 在 与 之间时，量化器输出电平为 。这个量 化过程可以表达为：
二、设计与仿真
1、PCM编码器模型
设计一个13折线近似的PCM编码器模型，能够对取值在[-1,1] 内的归一化信号样值进行编码。测试模型和仿真结果如图所示。
图4 13折线近似的PCM编码器测试模型和仿真结果
二、设计与仿真
图5 13折线近似的PCM编码器测试模型和仿真结果
二、设计与仿真
其中以“Saturation”作为限幅器，将输入信号幅度值限制在 PCM编码的定义范围内，“Relay”模块的门限设置为0，其输出即 可作为PCM编码输出的最高位---极性码。样值取绝对值后，以实例 6.5所示的“Look-Up Table”查表模块进行13折线压缩，并用增益 模块将样值范围放大到0到127内，然后用间距为1的 “Quantizer”进行四舍五入取整，最后将整数编码为7bit二进制 序列，作为PCM编码的低7位。可以将该模型中虚线所围部分封装 为一个PCM编码子系统备用。
PCM编码和解码
低通滤波 瞬时压缩 低通滤波 瞬时扩张
抽样 解调
量化 解码
编码 信 道
再生
图1 PCM原理框图
PCM编码中抽样、量化及编码的原理
1、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。
表2段落码
段落序号
段落码
8
111
7
110
6
101
5
100
4
011
3
010
2
001
1
000
表3段内码
量化级 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
段内码 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000
1 ln A
A
y 1 ln Ax , 1 X 1 1 ln A A
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3示出了 这种压扩特性。
y Q(x) Qxk x xk1 yk ,
k 1, 2, 3, , L
PCM编码中抽样、量化及编码的原理
2、量化
这里 x k 称为分层电平或判决阈值。通常 称 k xk1 xk 为量化间隔。
x
模拟入
量化器
y
量化值
图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 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。