模拟信号的数字传输：PCM与增量调制实验

"实验三 模拟信号的数字传输.docx" 在本次实验中，我们将深入探索模拟信号如何通过数字方式传输的过程，重点关注两种常见的编码技术：脉冲编码调制（PCM）和增量调制（DM）。这个实验设计的目的是帮助我们理解和应用MATLAB来模拟这些编码和解码过程，从而巩固我们在理论课程中学习的基础概念。 PCM是一种广泛使用的模拟信号数字化方法。它首先通过定期采样来捕捉信号的变化，采样间隔在这里设定为ts=0.05秒。例如，对于一个由两个正弦波合成的信号a=sin(2*pi*t)+sin(2*pi*5*t)，我们会在每个采样点进行处理。为了量化这些采样值，我们需要定义量化电平数M和量化间隔delta。量化是将连续的模拟信号转换为离散数字值的过程，这通常涉及到将信号范围划分为M个等间距的区间，并将每个区间中点的值作为该区间的量化值。 接下来，我们找到每个抽样值对应的量化区间，并将抽样值归一化到[-1, 1]范围内。然后，我们可以使用A律或u律进行非线性压缩，以减少量化噪声。经过压缩后，我们进行均匀量化，并使用A律或u律的反函数进行解压缩，恢复信号的原始动态范围。编码阶段，我们会对量化索引采用自然二进制编码，即将量化索引转换为二进制形式。 增量调制（DM）则是一种更为简单的编码技术。在DM中，信号的每个采样点与前一个采样点的差值被量化为+δ或-δ，取决于差值的符号。编码端的操作包括计算差值、量化输出和更新前一个抽样量化值。解码端则根据编码端的输出恢复量化值并更新前一个抽样量化值，从而重构信号。 MATLAB在这个实验中的作用是提供一个模拟和可视化这些过程的平台。例如，实验源码中可能包含用于生成信号、进行采样、量化和解码的函数。通过编写和运行这些代码，我们可以观察到模拟信号如何转化为数字信号，并且理解不同编码技术对信号质量的影响。 通过这个实验，学生不仅可以巩固理论知识，还能提高MATLAB编程技能，这对于未来在通信、信号处理和数字系统设计等领域的工作至关重要。此外，实验的实践部分还能帮助我们直观地理解这些复杂的概念，从而加深对数字信号处理的理解。