用MATLAB实验 掌握脉冲编码调制(PCM)工作原理: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。脉冲编码调制要有对模拟信号进行带限、抽样,量化和编码四个过程。写出代码
时间: 2024-04-30 09:22:05 浏览: 97
以下是一个简单的 MATLAB 代码示例,演示如何对一个模拟信号进行 PCM 编码:
```matlab
% 设置采样频率和量化位数
fs = 8000; % 采样频率为 8 kHz
bits = 8; % 量化位数为 8 位
% 生成一个模拟信号
t = 0:1/fs:1; % 时间范围为 0 到 1 秒
f = 100; % 信号频率为 100 Hz
x = sin(2*pi*f*t); % 生成正弦波信号
% 带限
fc = 4000; % 带宽限制为 4 kHz
[b, a] = butter(6, fc/(fs/2)); % 6 阶低通滤波器设计
y = filter(b, a, x); % 对信号进行滤波
% 抽样
Ts = 1/fs; % 采样周期
n = length(y); % 信号长度
t_s = 0:Ts:(n-1)*Ts; % 采样时刻
y_s = y(1:fs/f:end); % 按照采样周期进行抽样
% 量化
q = 2^bits; % 量化电平数
max_y = max(abs(y_s)); % 信号最大幅值
delta = 2*max_y/q; % 量化间隔
levels = -max_y:delta:max_y; % 量化电平
codebook = levels(1:end-1) + delta/2; % 量化电平对应的编码本
[~, index] = quantiz(y_s, levels, codebook); % 进行量化
% 编码
pcm_code = de2bi(index, bits); % 采用二进制表示,编码位数等于量化位数
pcm_signal = reshape(pcm_code', 1, []); % 将编码转换成行向量
% 绘图
figure;
subplot(2, 1, 1);
plot(t, x);
xlabel('时间 (秒)');
ylabel('幅值');
title('模拟信号');
subplot(2, 1, 2);
stairs(t_s, y_s);
xlabel('时间 (秒)');
ylabel('幅值');
title('采样信号');
figure;
stairs(t_s, codebook(index+1));
xlabel('时间 (秒)');
ylabel('幅值');
title('量化信号');
figure;
stairs(0:length(pcm_signal)-1, pcm_signal);
xlabel('样本序号');
ylabel('编码值');
title('PCM 编码信号');
```
代码运行后将生成四个图形窗口,依次显示模拟信号、采样信号、量化信号和 PCM 编码信号。
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