PCM系统的设计与实现
(完整word版)脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真
脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真摘要: 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。
关键词: PCM 编译码1、引言随着电子技术和计算机技术的发展，仿真技术得到了广泛的应用。
基于信号的用于通信系统的动态仿真软件SystemView具有强大的功能，可以满足从底层到高层不同层次的设计、分析使用，并且提供了嵌入式的模块分析方法，形成多层系统，使系统设计更加简洁明了，便于完成复杂系统的设计。
SystemView具有良好的交互界面，通过分析窗口和示波器模拟等方法，提供了一个可视的仿真过程，不仅在工程上得到应用，在教学领域也得到认可，尤其在信号分析、通信系统等领域。
其可以实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统，并提供了内容丰富的基本库和专业库。
本文主要阐述了如何利用SystemView实现脉冲编码调制（PCM）。
系统的实现通过模块分层实现，模块主要由PCM编码模块、PCM译码模块、及逻辑时钟控制信号构成。
通过仿真设计电路，分析电路仿真结果，为最终硬件实现提供理论依据。
2、系统介绍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1。
图1 PCM 原理框图下面将介绍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。
PCM系统设计
摘要本课程设计基于WINDOWS平台,利用MAXPLUSⅡ工具,用VHDL语言设计一无线对讲系统，并对其实施噪声调幅干扰。
PCM是一种概念简单，理论完善的编码系统。
针对共有均匀量化时,小信号量化误差大、音质差的这一问题，在实际中采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法，即量化特性在小信号时分层密、量化间隔小，而在大信号时分层疏、量化间隔大。
VHDL语言实现了PCM码的解调，这样，在不改变硬件电路的情况下，能够适应PCM码，传输速率和帧结构变化，从而正确解调数据。
关键词：无线对讲系统非线性量化方法 PCM码的解调1.1 设计目的本课程设计基于WINDOWS平台,利用MAXPLUSⅡ工具,用VHDL语言设计一无线对讲系统，并对其实施噪声调幅干扰。
针对共有均匀量化时,小信号量化误差大、音质差的这一问题，在实际中应该采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法。
PCM码解调电路VHDL程序模块设计，可使电路在发出请求脉冲之后，在移位脉冲的作用下，同步接收PCM数据，并输出8位并行数据，在帧尾处结束解调。
通过电路和最终仿真调试验证该PCM码系统的功能。
VHDL语言实现了PCM码的解调，这样，在不改变硬件电路的情况下，能够适应PCM码，传输速率和帧结构变化，从而正确解调数据。
1.2 设计要求1. 设计一无线对讲系统，并对其实施噪声调幅干扰。
2. 根据所选题目，设计实现系统的原理框图。
3. 分析系统的原理及性能。
4. 写出设计报告，包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等。
2.1 PCM系统工作原理本系统通过抽样、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2-1所示。
图2-1 PCM原理框图2.2 设计内容本系统选择了TP3067芯片作为PCM编译码器，它功能比较强，既可以进行A律变换，也可以进行U律变换，它的数据既可用固定速率传送，也可用变速率传送，它既可以传输信令帧也可以选择它传送无信令帧，并且还可以控制它处于低功耗备用状态，到底使用它的什么功能可由用户通过一些控制来选择。
pcm论文
通信系统仿真课程设计设计题目：班级：姓名：学号：起止日期：信息工程学院通信工程系目录一、设计内容见设计题目要求二、设计目的见设计题目要求三、设计要求见设计题目要求四、实验条件计算机，matlab软件五、系统设计1、系统原理简介2、设计方案3、方案实施（画程序流程图、阐述设计思路、编写程序或搭建系统仿真模型）4、仿真结果分析六、设计心得七、参考文献一设计内容输入信号为给定语音信号，对该信号进行抽样、量化和13折线PCM编码，经过传输后，接收端进行PCM译码。
用MATLAB编程实现：（1）画出A＝1时未编码的波形与PCM译码后的波形。
（2）设信道没有发生误码，画出不同幅度下（A取值为学号乘0.5）PCM译码后的量化信噪比曲线。
二设计目的1）培养学生熟练运用MATLAB语言进行通信系统仿真的能力；2）加深学生对模似信号数字化知识点的理解；3）培养学生系统设计与系统开的思想；三设计要求（1）独立完成课题设计题目；（2）对所设计的课题原理要有较深入的了解，画出原理框图；（3）提出设计方案；（4）通过编写程序完成设计方案；（5）中间各个过程的仿真过程给出仿真结果；四实验条件计算机，matlab软件五系统设计1系统原理简介（1）PCM编码包括三个过程：抽样，量化，编码。
抽样：将模拟信号转换为时间离散的样本脉冲序列。
该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是能失真的恢复原模拟信号。
其抽样速率下限有抽样定理确定。
量化：将离散时间连续幅度的抽样信号转换成离散时间离散幅度的数字信号。
量化分为均匀量化和非均匀量化。
本文采用非均匀量化。
非均匀量化就是对信号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，而对大信号部分采用较大的量化间隔。
实现方法：压缩与扩张。
编码：所谓编码就是把量化后的信号变换成代码，其相反过程称为译码。
（2）PCM压缩和扩张原理A率压缩所谓的A率压缩就是压缩器具有如下特性：上式中：x为归一化的压缩器输入电压，y为归一化的压缩器输出电压，A为压扩参数表示压缩程度。
PCM通信系统设计
课程设计任务书学生姓名：骆准专业班级：电信0601班指导教师：陈永泰作单位：信息工程学院题目： PCM通信系统设计初始条件：具备通信课程的理论知识；具备模拟与数字电路基本电路的设计能力；掌握通信电路的设计知识，掌握通信电路的基本调试方法；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。
要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、PCM码速率128KB，两路时分复用，通信双方有线连接，语音信号无明显失真，采用A律压缩13折线芯片；2、系统时钟信号频率2.048MHZ，时隙同步信号频率为8KHZ；3、选用相应合适的芯片，设计确定电路形式，对单元电路和整体系统进行计算、仿真验证。
4、进行系统仿真，调试并完成符合要求的课程设计书。
时间安排：二十二周一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)1 PCM原理 (1)1.1 PCM系统组成 (1)1.2 抽样 (2)1.3 量化 (2)1.4 编码 (3)2 时分复用原理 (4)3 实验电路图 (7)3.1编译码芯片介绍 (7)3.2引脚图 (7)3.3 PCM编译码电路 (8)4 仿真图 (11)5 心得体会 (13)参考文献 (14)致谢 (15)1 PCM 原理1.1 PCM 系统组成1.2 抽样低通抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)，如果它的最高频率为fh ，则可以唯一地由频率等于或大于2fh 的样值序列所决定。
在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息。
并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原始信号。
音频信号频谱如图1.2 。
因为对时域信号进行采样相当于将时域信号按抽样抽样频率为周期进行周期延扩，因此需要在抽样后得到的信号后一级加上一个低通滤波器，将音频信号滤出。
抽样后信号频谱如图1.3 。
信道译 码低通 滤波音频信号抽样 图1.1 PCM 通信系统方框图量化 编码 音频信号干扰1.2 音频信号的频谱由于语音信号的频率范围为300～3400HZ,通常将语音信号通过一个3400 Hz 低通滤波器（或通过一个300～3400Hz 的带通滤波器），限制语音信号的最高频率为3400Hz ，这样可以用频率大于或等于6800 Hz 的样值序列来表示。
基于数字信号处理的语音识别系统设计与实现
基于数字信号处理的语音识别系统设计与实现随着现代科学技术的不断发展，人工智能已经成为当前科技领域的热门话题。
而其中的语音识别技术又是人工智能应用中非常重要的一部分，广泛应用于智能家居、语音助手等。
本文将探讨基于数字信号处理的语音识别系统的设计与实现。
一、语音识别系统的基本原理语音识别系统首先需要进行声音的数字化处理，将连续的声音信号转换为数字信号，然后将数字信号进行特征提取和模式匹配，最终得出识别结果。
具体来说，数字信号处理包括采样、量化、编码三个步骤。
采样是指将连续的声音信号转换为离散的数字信号，通常采用脉冲编码调制（PCM）进行数字化处理。
量化是指将采样后的模拟量进行近似处理，将其映射为一系列有限的数字值，常用的量化方法有线性量化和对数量化。
编码是指将量化后的信号进行编码，压缩数据量，提高数据传输速度和存储效率。
在数字信号处理过程中，还需要进行特征提取和模式匹配。
特征提取是指从数字信号中提取出与语音识别相关的有用特征，如频率、能量等。
常用的特征提取算法有MFCC（Mel-Frequency Cepstral Coefficients）和LPCC（Linear Prediction Cepstral Coefficients）等。
模式匹配是指将提取出的特征与已知语音模型进行比对，最终确定输入语音所属的模型类别。
二、语音识别系统的组成部分语音识别系统由硬件和软件两部分组成。
硬件部分主要包括麦克风、声卡、模数转换器、数字信号处理器等。
麦克风用于采集声音信号，声卡用于将声音信号转换为电信号，模数转换器用于将模拟信号转换为数字信号，数字信号处理器用于对数字信号进行处理和分析。
软件部分主要包括语音处理程序、语音识别引擎、客户端界面程序等。
语音处理程序是指对语音信号进行数字信号处理和特征提取等操作的程序。
常见的语音处理程序有MATLAB、Python等。
语音识别引擎是指针对特定应用场景所开发的语音识别软件。
pcm编译码器实验报告
PCM编码器实验报告1. 引言在通信系统中，音频信号的传输是一项重要的任务。
为了有效地传输音频信号，需要对其进行编码和解码处理。
本实验将介绍PCM编码器的设计和实现过程。
2. 实验目的本实验的目的是设计和实现PCM编码器，将模拟音频信号转换为数字信号。
通过实验，我们将了解PCM编码器的原理，并验证其在音频信号传输中的有效性。
3. 实验原理PCM（脉冲编码调制）是一种常用的音频信号编码方法。
其基本原理是将模拟音频信号离散化为一系列数字样本，并将每个样本量化为特定的二进制码字。
PCM编码器的主要步骤包括采样、量化和编码。
首先，模拟音频信号按照一定的采样频率进行采样，得到一系列采样值。
然后，每个采样值经过量化处理，将连续的模拟值转换为离散的数字值。
最后，将每个数字值编码为相应的二进制码字，以便传输或存储。
4. 实验步骤步骤1：信号采样在本实验中，我们选择了一个模拟音频信号作为输入。
首先，使用采样设备对该音频信号进行采样。
采样频率的选择应根据音频信号的特性和传输要求进行确定。
步骤2：量化处理采样得到的模拟音频信号是连续的，需要将其离散化为一系列数字样本。
量化是将连续信号转换为离散信号的过程。
根据量化精度的不同，可以将其分为均匀量化和非均匀量化。
本实验中，我们选择了均匀量化的方式。
步骤3：编码处理量化后的信号需要进一步编码为二进制码字。
编码器可以使用各种编码技术，如差分编码、熵编码等。
在本实验中，我们选择了一种简单的编码方式，将每个量化样本直接转换为二进制码字。
步骤4：输出编码结果完成编码处理后，将编码结果输出供进一步传输或存储。
可以通过串口、网络等方式将编码结果传输到接收端，或将其保存到文件中。
5. 实验结果分析通过本实验，我们成功设计和实现了PCM编码器。
将实验中选择的模拟音频信号进行采样、量化和编码处理后，得到了相应的二进制码字。
通过对编码结果的分析，可以验证PCM编码器的有效性和准确性。
6. 实验总结本实验通过对PCM编码器的设计和实现，深入了解了PCM编码的原理和过程。
基于FPGA的PCM编码器与解码器的设计与实现(2).
基于FPG A 的PC M 编码器与解码器的设计与实现陈建洪,李彩芳,佘丽贞(莆田电业局设计所,福建莆田351100摘要:针对传统数字电路难以支持实现高码速率的PC M 功能,提出将PC M 的编、解码功能集成到具有硬件密度高、结构灵活、加密性好的现场可编程门阵列(FPG A,Field Pr ogra mmable Gate A rray 上的实现方案。
介绍了PC M 码型定义和帧格式,阐述了该方案的结构框架和设计方法,并结合实例和实测波形,说明PC M 编、解码器的功能实现过程。
实践表明,FPG A 可以有效地用于PC M 高码速率场合,在遥测系统中有实用意义。
关键词:脉码调制;现场可编程门阵列;编码;解码中图分类号:T N76;T N911.22文献标识码:B 文章编号:1005-7641(200512-0064-03收稿日期:2005-05-10;修回日期:2005-06-100引言随着遥测系统的发展,帧结构越来越复杂,这就要求遥测系统具备高码速率、实时可重构、处理复杂帧结构的能力,传统的数字电路难以实现这些复杂功能。
FPG A 是近几年发展起来的硬件可编程芯片,具有硬件密度高、结构灵活、可编程、加密性强等良好性能,在高速信号处理领域占有至关重要的地位,也为高码速率PC M 的实现,提供有效的途径。
FPG A 可以将复杂的逻辑功能集成在一块芯片上,易于实现片上系统SoC (System on a Chi p 。
为此,本设计将PC M (Pulse Code Modulati on 的编码功能和解码功能集成在FPG A 上。
1PC M 标准PC M 码是以串行方式进行传输的,分为NRZ 和B i Φ两大类码型。
这里仅介绍文章所要涉及的NRZ -L 、B i Φ-L 、B i Φ-M 三种码型。
根据I R I G 106-99标准,码型的定义如图1所示,其中,B i Φ-M 码的波形在半位码上要有电平的变化。
基于MATLAB的PCM时分复用系统的设计与仿真ppt课件
赞赏各位评委教师！
意义：自然界大多数信号为模拟信号，而信号的传输就需求转换成 数字信号，所以本论文基于将模拟信号转换成数字信号，采用脉冲编码调 制〔PCM〕的方式。设计1路PCM系统和时分复用系统的去讨论模数转换 和在信道中的传输。
模拟信号的数字传输
PCM系统设计与仿真
1 1路PCM系统的设计 PCM设计框图：
PCM系统设计与仿真
PCM系统编码数据保管到任务区框图：
PCM系统设计与仿真
PCM系统抽样、量化、编码数据: 抽样值
量化值 编码值
PCM系统设计仿真
PCM系统仿真波形图：
PCM系统设计仿真
2 时分复用系统设计与仿真 时分复用系统框图:
PCM系统设计仿真
时分复用系统仿真波形图：
结论
模拟信号的抽样、量化和二进制编码的值，表格中数据对 应，与实际计算值几乎没有差别，实验正确。
基于MATLAB的PCM时分复用 系统的设计与仿真
班 级：2021级 姓 名： 学 号： 指点教师：
LOGO
论文内容的安排
第一部分 选题的背景和意义 第二部分 模拟信号的数字传输 第三部分 PCM系统设计与仿真 第四部分 结论
选题的背景和意义
背景：当今社会，信息通讯与社会开展密不可分，随着科技的开展， 通讯系统出现了模拟通讯系统和数字通讯系统两种方式。其中数字通讯系 通具有噪声不积累、抗干扰才干强、传输过失可控以及便于对数字信息处 置、变换和存储等优点，取缔了传统通讯方式，成为当代通讯技术的主流。 未，几乎没有差别，实 验正确。
时分复用系统中4路信号输入输出波形几乎没有差别，可知 不同频率的信号所产生的误差用数字信号来传输时误差根 本一样。
综上可知：输入信号和输出信号波形几乎没有差别，因此 在正常信噪比的条件下，该通讯系统各个模块运用正确， 参数设置适当，可以到达预期的目的。
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4、编写仿真程序，并进行调试仿真，观察仿真波形；
5、详细记录实施过程中所遇到的问题及问题产生的原因并制定解决方案。
具有的设计条件
实验室提供基本的仿真软件、实验仪器和器材。
计划学生数及任务
计划需要3人
1人主要进行系统结构设计；
1人主要进行系统软件设计；
1人主要进行系统仿真调试工作。
《现代通信技术课程设计》
设计任务书
论文
题目
PCM系统（脉冲编码调制）的设计与实现
设计类型
工程技术
导师姓名
段惠敏
主要内容及目标
设计一个PCM脉冲编码对语音信号（300Hz～3400Hz）进行脉冲编码调制、实现抽样、量化、编码等主要步骤。
2、绘制系统原理框图及仿真程序流程图；
[3]南利平.通信原理简明教程:第二版[M].北京：清华大学出版社,2007.
[4]樊昌信.通信原理教程:第三版[M].北京：电子工业出版社, 2012.
[5]康华光.电子技术基础:数字/模拟部分[M].北京：高等教育出版社,2004.
[6]检索相关论文
计划设计进程
学生自行组合承接课题，进行任务分工并收集相关资料、准备设计。
1、第1周，画出设计系统框图，程序流程图，制定设计方案；
2、第2周，系统调试和完善，同时编写设计报告。
参考文献
[1]邵玉斌.Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析[M].北京:清华大学出版社, 2008
[2]张化光,刘鑫蕊,孙秋野.MATLAB/SIMULINK实用教程[M]..北京:人民邮电出版社, 2009