实验二模拟信号数字化传输系统的建模与分析Word格式文档下载.docx
《实验二模拟信号数字化传输系统的建模与分析Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验二模拟信号数字化传输系统的建模与分析Word格式文档下载.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
三、实验原理
3.1信号的压缩和扩张
非均匀量化等价为对输入信号进行动态范围压缩后再进行均匀量
化。
中国和欧洲的PCM数字电话系统采用A律压扩方式，美国和日本
则采用μ律方式。
设归一化的话音输入信号为[1,1]x∈−，则A律压缩
器的输出信号y是：
其中，sgn（x）为符号函数。
A律PCM数字电话系统国际标准中，
参数A=87.6。
Simulink通信库中提供了“A-LawCompressor”、“A-Law
Expander”以及“Mu-LawCompressor”和“Mu-LawExpander”来实
现A律和Ö
律压缩扩张计算。
压缩系数为87.6的A律压缩扩张曲线可以用折线来近似。
16段折
线点坐标是
其中靠近原点的4段折线的斜率相等，可视为一段，因此总折线
数为13段，故称13段折线近似。
用Simulink中的“Look-UpTable”
查表模块可以实现对13段折线近似的压缩扩张计算的建模，其中，压
缩模块的输入值向量设置为
[-1,-1/2,-1/4,-1/8,-1/16,-1/32,-1/64,-1/128,0,1/128,1/64,1/32,1/16,1/8,1
/4,1/2,1]
输出值向量设置为[-1:
1/8:
1]
扩张模块的设置与压缩模块相反。
3.2PCM编码与解码
PCM是脉冲编码调制的简称，是现代数字电话系统的标准语音编码方式。
A律PCM数字电话系统中规定：
传输话音信号频段为300Hz到3400Hz，采样率为8000次/秒，对样值进行13折线压缩后编码为8bit二进制数字序列。
因此，PCM编码输出的数码速率为64Kbps。
PCM编码输出的二进制序列中，每个样值用8位二进制码表示，
其中最高比特位表示样值的正负极性，规定负值用“0”表示，正值用“1”表示。
接下来3位比特表示样值的绝对值所在的8段折线的段落号，最后4位是样值处于段落内16个均匀间隔上的间隔序号。
在数学上，PCM编码的低7位相当于对样值的绝对值进行13折线近似压缩后的7bit均匀量化编码输出。
四、实验内容
1.设计一PCM编码器，要求该编码器能够对取值在[-1；
1]内的归一
化信号样值进行编码；
2.设计一个对应于以上编码器的PCM解码器；
3.在以上两项内容的基础上，建立PCM串行传输系统，并在传输信
道中加入指定错误概率的随机误码。
五、实验过程
1、PCM编码器建模与仿真
框图
参数设置：
saturation限幅器：
上限值为1，下限值为-1.
Relay：
1DLookUpTable13折线压缩器：
Gain增益127.
Quantizer量化间距为1。
IntegertoBitConverter输出7位。
运行结果：
结果为11110010，与教材结果相同。
2、PCM译码器建模与仿真
PCM编码子系统：
PCM编码子系统参数与1中一样。
PCM译码器中，
Relay：
BittoIntegerConverter7位。
Gain1/127.
1DLookUpTable:
仿真结果：
3、PCM串行传输系统建模与仿真
框图：
PCM解码器子系统relay下限改为-1，其余不变。
Signalgenerator信号发生器：
采样速率1/8000
Buffer：
信道错误比特率设置为0.01
Buffer1大小设置为8
仿真采样率必须是仿真模型中最高信号速率的整数倍，在此模型中，信道传输速率最高，为64kbit/s，故仿真步进设置为1/64000s。
由图中可知，对应于信道产生误码的位置，解码输出波形中出现了干扰脉冲，信道中错误别位位于PCM编码字串最高位时，引起干扰最大，位于最低位的误码引起的干扰最低。
六、实验心得
1、实验1搭建了一个PCM编码器，因为对信号进行了取绝对值，13折线压缩表可以不用写负值。
放大后的结果可能会有小数，用quantizer四舍五入取整。
2、实验二是PCM译码器，各模块参数跟编码器相反。
3、输入的信号有负值，如果采用实验二的译码器，负值将全部置0，所以先将译码器的delay下限设置为-1.
由仿真结果图中可知，对应于信道产生误码的位置，解码输出波形中出现了干扰脉冲，信道中错误别位位于PCM编码字串最高位时，引起干扰最大，位于最低位的误码引起的干扰最低。
升级会员 