通信原理课程设计
的。抽样速率采用8Kbit/s。量化,就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散,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。一个模拟信号经过抽样量化后,得到已量化的脉冲幅度调制信号,它仅为有限个数值。编码,就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。然而,实际上量化是在编码过程中同时完成的,故编码过程也称为模/数变换,可记作A/D。PCM信号的形成是模拟信号经过“抽样、量化、编码”三个步骤实现的。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。由前面的原理介绍我们可以知道PCM系统包括模拟信号转换为数字信号模块、信道传输模块、数字信号还原模拟信号模块等三个模块。其中模拟信号转换为数字信号模块把连续的模拟信号转换为用二进制代表的数字信号,它由抽样、量化、编码三个步骤组成;信道是信号传输的通道,在传输过程中可能会引入噪声而影响信号的质量;数字信号还原模拟信号解码、低通、放大等过程组成,它把数字信号恢复称连续的模拟信号。其原理方框图如图3-7所示:
话音输入 话音输出 低通滤波 瞬时压缩 抽 样 量 化 编 码 信 道 低通滤波 瞬时扩张 解 调 解 码 再 生
图3-7 PCM原理方框图 3.3.2 PCM编译码系统的设计
16
通信原理课程设计
图3-8 PCM解码器、解码器设计图
限制信号变化范围,设置Saturation的参数-1到1。设置继电器,在两个常数中选出一个作为输出,Output when on设为1,Output when on设为0,Sample time值设为0.001,以后此值也如此设置。输入输出绝对值,Sample time值设为0.001。增益设置,即将模块的输入乘以一个数值,为127。比特输出设置输出为7bit,混合器mux设为7。
其中以Saturation作为限幅器,讲输入信号幅值限定在PCM定义的范围内,Relay模块的门限设置为0,其输出可作为PCM编码输出的最高位——极性码。样值取绝对值后,以上图所示的查表模块进行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的量化器进行四舍五入取整,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译码器中首先分离并行数据中的最高位(极性码)和7位数据,然后将7bit数据转换为整数值,再进行归一化、扩张后与双极性的极性码相乘得出解码值。可以将该模型中虚线所围部分封装为一个PCM译码子系统备用。
17
通信原理课程设计
3.3.3 PCM编码模块设计
将编码模块封装成子系统后如图3-9所示:
图3-9 封装之后的PCM编码子系统:
图3-10 封装之后的PCM编码子系统图标
3.3.4 PCM解码模块设计
将此解码系统封装成子系统后如图3-11所示:
18
通信原理课程设计
图3-11 封装之后的PCM解码子系统
图3-12 封装之后的PCM解码子系统图标
19
通信原理课程设计
3.3.5 PCM系统总体模块
图3-13 PCM系统总体模块 PCM编码波形
20