信源编码-PCM非均匀量化与编码实验报告(完成版).docx
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PCM非均匀量化与编码
实验报告
一、实验目的
（1）.了解模拟信号数字化的三个基本步骤：
抽样、量化、编码。
（2）.抽样频率、量化级数对信号数字化的影响.
（3）.加深对非均匀量化的理解。
（4）.理解信息速率与抽样量化编码的关系。
（5）.掌握MATLAB语言的函数调用，提高编程编程能力,，为之后的学习做准备。
二、实验内容：
对模拟信号进行抽样、量化并进行13折线PCM编码，运用Matlab软件实现PCM编码全过程。
三、实验步骤与结果
1、抽样：
产生一个周期的正弦波x（t）=1024cos（2πt）mv，分别以4HZ和32Hz的频率进行采样用plot函数在绘出原信号和抽样后的信号序列（可用stem函数）。
（4Hz保存为图1，32Hz保存为图2）
functionsample（f）
t=0:
1/f:
1;
y=1024*cos（2*pi*t）;
stem（t,y,'b','filled'）;
holdon;
T=1:
0.01:
1;
Y=1024*cos（2*pi*T）;
plot（T,Y,'r'）;
2、均匀量化：
对以32Hz的抽样频率进行抽样后的信号的绝对值分别进行8级和2048级均匀量化。
在同一张图上绘出正弦波波形（用plot函数）、量化图（用stairs函数）。
（保存为图3）
functiony=Even（n,m）
t=0:
1/m:
1;
x=1024*cos（2*pi*t）;
a=-1024:
2048/n:
1024;
fori=1:
m+1
forj=1:
n
if（x（i）>=a（j）&x（i）<=a（j+1））
y（i）=（a（j）+a（j+1））/2;
end
end
end
y=y/max（y）;
if（n==8）
stairs（t,y,'b'）;
end
if（n==2048）
stairs（t,y,'k'）
end
axis（[01-1.51.5]）;
holdon;
T=0:
0.01:
1;
Y=1024*cos（2*pi*T）;
Y=Y/max（Y）;
plot（T,Y,'r'）;
3、PCM编码
对所有的抽样值对应的2048级均匀量化值进行13折线编码，输出相应的PCM编码，并对总的编码比特数进行计数。
具体编码程序流程如下：
抽取第i个样值
判断样值符号
归一化和量化
段落判断
段内判断
输出
开始
结束
取1s原始信号
Y
N
是否达到给定的抽样频率次数32
functioncode=pcm（S）
z=sign（S）;
MaxS=max（abs（S））;
S=abs（S/MaxS）;
Q=2048*S;
code=zeros（length（S）,8）;
a=[0,16,32,64,128,256,512,1024,2048];
b=[1,1,2,4,8,16,32,64];
fori=1:
length（S）
forj=1:
8
if（Q（i）>=a（j））&&（Q（i）<=a（j+1））
g=dec2bin（j-1,3）;
code（i,（2:
4））=[str2num（g
（1））str2num（g
（2））str2num（g（3））];
q=ceil（（Q（i）-a（j））/b（j））;
ifq==0
code（i,（5:
8））=[0,0,0,0];
elsek=num2str（dec2bin（q-1,4））;
code（i,（5:
8））=[str2num（k
（1））str2num（k
（2））str2num（k（3））str2num（k（4））]
end
end
end
ifz（i）>0
code（i,1）=1;
elseifz（i）<0
code（i,1）=0;
end
end
四．结果分析
1.图1，图2的区别和特征
图1和图2分别以4HZ和32Hz的频率对函数进行采样，由于图2的采样频率更高，采集的点更多，更能反映原函数的特征。
2.图3中不同量化等级的区别
图3是对以32Hz的抽样频率进行抽样后的信号的绝对值分别进行8级和2048级均匀量化而产生的函数以及原函数的正弦波波形，可以明显看出2048级的量化更精准，更能反映原函数的特征。
五．实验遇到的问题及解决方法
在该实验中我们主要学习了老师的编码，体会用matlab编程的思想与方法，初步掌握了matlab的应用，之后我与闫黄一起对原来的pcm编码进行了自己的编程，通过自己的变成对matlab有了更深的了解，感受比较深的是遇到matlab编程的问题时，不仅需要自己的思考，而且也需要去与别人讨论，有时也需要向老师与同学咨询，这样才能更快掌握matlab
六．相关源程序
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