湖南理工学院毕业设计(论文)
1 绪 论
1.1 引言
脉冲编码调制 (Pulse Code Modulation)是一种对模拟信号数字化的取样技术,
将模拟语音信号变换为数字信号的编码方式,它在通信系统中占据着重要的地位,若
脉冲编码性能降低,会直接导致通信系统的可靠性能降低,甚至使通信系统不能正常
工作。因此,脉冲编码是信息传输的一种方式,为了确保信息在通信系统中可靠传输,
要求脉冲编码系统必须具有高度的可靠性。
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 System View 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。
System View 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 System View
实现脉冲编码调制(PCM)实验系统的设计及实现。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
[1]
。
1.1.1 语音信号编码的分类
语音信号编码的分类有以下几种:
(1) 波 形 编 码 : 根 据 语 声 信 号 波 形 的 特 点 , 将 其 转 换 为 数 字 信 号 , 常 见 的 有
PCM、DPCM、ADPCM、DM 等;
(2)参量编码:提取语声信号的一些特征参量,对其进行编码。特点:编码速率低,
但语声质量要低于波形编码。LPC 等声码器属于参量编码;
(3)混合编码:介于波形编码和参量编码之间的一种编码,即在参量编码的基础上,
引入一定的波形编码的特征。子带编码属于混合编码
[2]
。
1.1.2 脉冲编码调制的系统介绍
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。
低通滤波 瞬时压缩
抽 样 量 化 编 码
低通滤波
瞬时扩张 解 调 解 码
信
道
再 生