通原課程設(shè)計--pcm編碼報告

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　SystemView 仿真軟件可以實現(xiàn)多層次的通信系統(tǒng)仿真。脈沖編碼調(diào)制（PCM）是現(xiàn)代語音通信中數(shù)字化的重要編碼方式。利用SystemView 實現(xiàn)脈沖編碼調(diào)制(PCM)仿真，可以為硬件電路實現(xiàn)提供理論依據(jù)。本次課程設(shè)計將通過仿真展示PCM編碼實現(xiàn)的設(shè)計思路及具體過程，并加以進行分析。</p><p>

2、　　關(guān)鍵詞: PCM 脈沖編碼 通信系統(tǒng) SystemView </p><p><b>　　1 PCM編碼原理</b></p><p>　　1.1 PCM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　PCM即脈沖編碼調(diào)制，在通信系統(tǒng)中完成將語音信號數(shù)字化的功能，是把模擬信號數(shù)字化傳輸?shù)幕痉椒ㄖ?。PCM的實現(xiàn)主要包括三個步驟：抽樣、量化和編碼。這三個步驟

3、分別完成時間上離散、幅度上離散以及量化信號的二進制表示，把一個時間連續(xù)、取值連續(xù)的模擬信號變換成時間離散、取值離散的數(shù)字信號，然后在信道中進行傳輸。接收機將收到的數(shù)字信號經(jīng)再生、譯碼、平滑后恢復(fù)出原始的模擬信號。</p><p>　　其過程表示如圖1.1。</p><p>　　圖1.1 PCM通信過程原理</p><p>　　1.2 PCM調(diào)制原理</p>

4、;<p><b>　　1.2.1 抽樣</b></p><p>　　所謂抽樣，就是對模擬信號進行周期性掃描，把時間上連續(xù)的信號變成時間上離散的信號。該模擬信號經(jīng)過抽樣后還應(yīng)當(dāng)包含原信號中所有信息，也就是說能無失真的恢復(fù)原模擬信號。它的抽樣速率的下限是由抽樣定理確定的。</p><p><b>　　1.2.2 量化</b></p

5、><p>　　從數(shù)學(xué)上來看，量化就是把一個連續(xù)幅度值的無限數(shù)集合映射成一個離散幅度值的有限數(shù)集合。如圖1.2.2-1所示，量化器Q輸出L個量化值，k=1，2，3，…，L。常稱為重建電平或量化電化器輸入信號幅度落在與平。當(dāng)量化器輸入信號幅度落在與之間時，量化器輸出電平為。這個量化過程可以表達為： </p><p>　　這里稱為分層電平或判決閾值。通常稱為量化間隔。</p><

6、p>　　模擬信號的量化分為均勻量化和非均勻量化。由于均勻量化存在的主要缺點是：無論抽樣值大小如何，量化噪聲的均方根值都固定不變。因此，當(dāng)信號較小時，則信號量化噪聲功率比也就很小，這樣，對于弱信號時的量化信噪比就難以達到給定的要求。通常，把滿足信噪比要求的輸入信號取值范圍定義為動態(tài)范圍，可見，均勻量化時的信號動態(tài)范圍將受到較大的限制。為了克服這個缺點，實際中，往往采用非均勻量化。</p><p>　　非均勻量

7、化是根據(jù)信號的不同區(qū)間來確定量化間隔的。對于信號取值小的區(qū)間，其量化間隔也??；反之，量化間隔就大。它與均勻量化相比，有兩個突出的優(yōu)點。首先，當(dāng)輸入量化器的信號具有非均勻分布的概率密度（實際中常常是這樣）時，非均勻量化器的輸出端可以得到較高的平均信號量化噪聲功率比；其次，非均勻量化時，量化噪聲功率的均方根值基本上與信號抽樣值成比例。因此量化噪聲對大、小信號的影響大致相同，即改善了小信號時的量化信噪比。</p><p&g

8、t;　　實際中，非均勻量化的實際方法通常是將抽樣值通過壓縮再進行均勻量化。通常使用的壓縮器中，大多采用對數(shù)式壓縮。廣泛采用的兩種對數(shù)壓縮律是壓縮律和A壓縮律。美國采用壓縮律，我國和歐洲各國均采用A壓縮律，因此，PCM編碼方式采用的也是A壓縮律。</p><p>　　所謂A壓縮律也就是壓縮器具有如下特性的壓縮律：</p><p>　　A律壓擴特性是連續(xù)曲線，A值不同壓擴特性亦不同，在電路上實

9、現(xiàn)這樣的函數(shù)規(guī)律是相當(dāng)復(fù)雜的。實際中，往往都采用近似于A律函數(shù)規(guī)律的13折線（A=87.6）的壓擴特性。這樣，它基本上保持了連續(xù)壓擴特性曲線的優(yōu)點，又便于用數(shù)字電路實現(xiàn)，本設(shè)計中所用到的PCM編碼正是采用這種壓擴特性來進行編碼的。圖1.2.2-2示出了這種壓擴特性。</p><p>　　圖1.2.2-2 13A律的量化特性曲線</p><p>　　表1列出了13折線時的值與計算值的比較。&

10、lt;/p><p><b>　　表 1</b></p><p>　　表1中第二行的值是根據(jù)時計算得到的，第三行的值是13折線分段時的值?？梢姡?3折線各段落的分界點與曲線十分逼近，同時按2的冪次分割有利于數(shù)字化。</p><p><b>　　1.2.3 編碼</b></p><p>　　所謂編碼就是把量

11、化后的信號變換成代碼，其相反的過程稱為譯碼。當(dāng)然，這里的編碼和譯碼與差錯控制編碼和譯碼是完全不同的，前者是屬于信源編碼的范疇。</p><p>　　在現(xiàn)有的編碼方法中，若按編碼的速度來分，大致可分為兩大類：低速編碼和高速編碼。通信中一般都采用第二類。編碼器的種類大體上可以歸結(jié)為三類：逐次比較型、折疊級聯(lián)型、混合型。在逐次比較型編碼方式中，無論采用幾位碼，一般均按極性碼、段落碼、段內(nèi)碼的順序排列。下面結(jié)合13折線的

12、量化來加以說明。</p><p>　　表2 段落碼 表3 段內(nèi)碼</p><p>　　在13折線法中，無論輸入信號是正是負(fù)，均按8段折線（8個段落）進行編碼。若用8位折疊二進制碼來表示輸入信號的抽樣量化值，其中用第一位表示量化值的極性，其余七位（第二位至第八位）則表示抽樣量化值的絕對大小。具體的做法是：用第二至第四位表示段落碼，

13、它的8種可能狀態(tài)來分別代表8個段落的起點電平。其它四位表示段內(nèi)碼，它的16種可能狀態(tài)來分別代表每一段落的16個均勻劃分的量化級。這樣處理的結(jié)果，8個段落被劃分成27＝128個量化級。段落碼和8個段落之間的關(guān)系如表2所示；段內(nèi)碼與16個量化級之間的關(guān)系見表3。</p><p>　　PCM編譯碼器的實現(xiàn)可以借鑒單片PCM編碼器集成芯片，如：TP3067A、CD22357等。單芯片工作時只需給出外圍的時序電路即可實現(xiàn)，

14、考慮到實現(xiàn)細(xì)節(jié)，仿真時將PCM編譯碼器分為編碼器和譯碼器模塊分別實現(xiàn)。</p><p>　　本實驗系統(tǒng)選擇TP3067芯片作為PCM編譯碼器，它把編譯碼器（Codec）和濾波器(Filter)集成在一個芯片上，功能比較強，它既可以進行A律變換，也可以進行u律變換，它的數(shù)據(jù)既可用固定速率傳送，也可用變速率傳送，它既可以傳輸信令幀也可以選擇它傳送無信令幀，并且還可以控制它處于低功耗備用狀態(tài)，到底使用它的什么功能可由用

15、戶通過一些控制來選擇。TP3067可以組成模擬用戶線與程控交換設(shè)備間的接口，包含有話音A律編解碼器。自調(diào)零邏輯。話音輸入放大器、RC濾波器、開關(guān)電容低通濾波器、話音推挽功放等功能單元。TP3067具有完整的話音到PCM和PCM到話音的A律壓擴編解碼功能。它的編碼和解碼工作既可同時進行，也可異步進行。</p><p>　　1.3 復(fù)接與解復(fù)接</p><p>　　1.3.1 時分復(fù)用概述 &

16、lt;/p><p>　　時分復(fù)用TDM是采用同一物理連接的不同時段來傳輸不同的信號，也能達到多路傳輸?shù)哪康?。時分多路復(fù)用以時間作為信號分割的參量，故必須使各路信號在時間軸上互不重疊。</p><p>　　時分多路復(fù)用適用于數(shù)字信號的傳輸。由于信道的位傳輸率超過每一路信號的數(shù)據(jù)傳輸率,因此可將信道按時間分成若干片段輪換地給多個信號使用。每一時間片由復(fù)用的一個信號單獨占用,在規(guī)定的時間內(nèi),多個數(shù)字

17、信號都可按要求傳輸?shù)竭_,從而也實現(xiàn)了一條物理信道上傳輸多個數(shù)字信號。假設(shè)每個輸入的數(shù)據(jù)比特率是9. 6kbit / s ,線路的最大比特率為76. 8 kbit / s ,則可傳輸8 路信號。</p><p>　　數(shù)字復(fù)接實質(zhì)上就是對多路數(shù)字信號進行時分復(fù)用，讓不同的支路信號占用不同的時隙時間，在接收端再根據(jù)時間上的不同將信號分開，這一步驟叫分接，它是復(fù)接的逆過程。</p><p>　　復(fù)

18、接方式有三種：按位復(fù)接、按字復(fù)接、按幀復(fù)接。每路每次只插入1個符號的方式稱為按位復(fù)接。對于二進制碼序列，按位復(fù)接即按比特復(fù)接。這種方法是以1比特碼為單位，對每個復(fù)接支路的信號每次只復(fù)接1位碼，按位復(fù)接的最大優(yōu)點是對復(fù)接緩沖存儲器的容量要求小、簡單易行、容易實現(xiàn)。</p><p>　　1.3.2 時分復(fù)用原理框圖</p><p>　　1.3.3 解復(fù)用原理框圖</p><

19、p>　　2 仿真軟件System View介紹</p><p>　　SystemView是美國ELANIX公司推出的，基于Windows環(huán)境下運行的用于系統(tǒng)仿真分析的可視化軟件工具，它使用功能模塊(Token)去描述程序，無需與復(fù)雜的程序語言打交道，不用寫一句代碼即可完成各種系統(tǒng)的設(shè)計與仿真，快速地建立和修改系統(tǒng)、訪問與調(diào)整參數(shù)，方便地加入注釋。</p><p>　　利用System

20、 View，可以構(gòu)造各種復(fù)雜的模擬、數(shù)字、數(shù)?；旌舷到y(tǒng)，各種多速率系統(tǒng)，因此，它可用于各種線性或非線性控制系統(tǒng)的設(shè)計和仿真。用戶在進行系統(tǒng)設(shè)計時，只需從System View配置的圖標(biāo)庫中調(diào)出有關(guān)圖標(biāo)并進行參數(shù)設(shè)置，完成圖標(biāo)間的連線，然后運行仿真操作，最終以時域波形、眼圖、功率譜等形式給出系統(tǒng)的仿真分析結(jié)果。</p><p>　　SystemView的庫資源十分豐富，包括含若干圖標(biāo)的基本庫（Main Librar

21、y）及專業(yè)庫(Optional Library)，基本庫中包括多種信號源、接收器、加法器、乘法器，各種函數(shù)運算器等；專業(yè)庫有通訊（Communication）、邏輯（Logic）、數(shù)字信號處理（DSP）、射頻/模擬（RF/Analog）等；它們特別適合于現(xiàn)代通信系統(tǒng)的設(shè)計、仿真和方案論證，尤其適合于無線電話、無繩電話、尋呼機、調(diào)制解調(diào)器、衛(wèi)星通訊等通信系統(tǒng)；并可進行各種系統(tǒng)時域和頻域分析、譜分析，及對各種邏輯電路、射頻/模擬電路（混合器

22、、放大器、RLC電路、運放電路等）進行理論分析和失真分析。</p><p>　　System View能自動執(zhí)行系統(tǒng)連接檢查，給出連接錯誤信息或尚懸空的待連接端信息，通知用戶連接出錯并通過顯示指出出錯的圖標(biāo)。這個特點對用戶系統(tǒng)的診斷是十分有效的。</p><p>　　System View的另一重要特點是它可以從各種不同角度、以不同方式，按要求設(shè)計多種濾波器，并可自動完成濾波器各指標(biāo)——如

23、幅頻特性（伯特圖）、傳遞函數(shù)、根軌跡圖等之間的轉(zhuǎn)換。</p><p>　　在系統(tǒng)設(shè)計和仿真分析方面，System View還提供了一個真實而靈活的窗口用以檢查、分析系統(tǒng)波形。在窗口內(nèi)，可以通過鼠標(biāo)方便地控制內(nèi)部數(shù)據(jù)的圖形放大、縮小、滾動等。另外，分析窗中還帶有一個功能強大的“接收計算器”，可以完成對仿真運行結(jié)果的各種運算、譜分析、濾波。</p><p>　　System View還具有與外

24、部文件的接口，可直接獲得并處理輸入/輸出數(shù)據(jù)。提供了與編程語言VC++或仿真工具Matlab的接口，可以很方便的調(diào)用其函數(shù)。還具備與硬件設(shè)計的接口：與Xilinx公司的軟件Core Generator配套，可以將System View系統(tǒng)中的部分器件生成下載FPGA芯片所需的數(shù)據(jù)文件；另外，System View還有與DSP芯片設(shè)計的接口，可以將其DSP庫中的部分器件生成DSP芯片編程的C語言源代碼。</p><p&

25、gt;　　3 TP3067簡介</p><p>　　3.1 TP3067內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　3.2 TP3067引腳圖</p><p>　　3.3 TP3067引腳功能介紹</p><p>　　⑴VPO+：接收功率放大器的非倒相輸出。</p><p>　?、艷NDA：模擬地，所有信號均以該引腳為參考點。&l

26、t;/p><p>　?、荲PO-：接收功率放大器的倒相輸出。</p><p>　?、萔PI：接收功率放大器的倒相輸入。</p><p>　?、蒝FRO：接收濾波器的模擬輸出。</p><p>　?、蔞CC：正電源引腳，VCC=+5V±5%。</p><p>　?、薋SR：接收幀同步脈沖，它啟動BCLKR，于是PC

27、M數(shù)據(jù)移入DR，F(xiàn)SR為8KHZ脈沖序列。</p><p>　?、藾R：接收數(shù)據(jù)幀輸入，PCM數(shù)據(jù)隨著FSR前沿移入DR。</p><p>　?、虰CLKR/CLKSESL：在FSR前沿把輸入移入DR時的位時鐘，其頻率可以從64KHz至2.048MHz。另一方面它也可能是一個邏輯輸入，以此為在同步模式中的主時鐘選擇頻率1.536 MHz、1.544 MHz或2.048MHz，BCLKR用在

28、發(fā)送和接收兩個方向。</p><p>　　⑽MCLKR/PDN： 接收主時鐘，其頻率可以為1.536 MHz、1.544 MHz或2.048MHz。它允許與MCLKX異步，但為了取得最佳性能應(yīng)當(dāng)與MCLKX同步，當(dāng)MCLKR連續(xù)在低電位時，CLKX被選用為所有內(nèi)部定時，當(dāng)MCLKR連續(xù)工作在高電位時，器件就處于掉電模式。</p><p>　　⑾MCLKX： 發(fā)送主時鐘，其頻率可以是1.53

29、6 MHz、1.544 MHz或2.048MHz，它允許與MCLKR異步，同步工作能實現(xiàn)最佳性能。</p><p>　?、蠦CLKX：把PCM數(shù)據(jù)從DX移出的位時鐘，其頻率可以從64KHz至2.048MHz,但必須與MCLKX同步。</p><p>　?、袲X：由FSX啟動的三態(tài)PCM數(shù)據(jù)輸出。</p><p>　?、褾SX：發(fā)送幀同步脈沖輸入，它啟動BCLKX并使

30、DX上PCM數(shù)據(jù)移出到DX上。</p><p>　　⒂ ：開漏輸出。在編碼器時隙內(nèi)為低脈沖。</p><p>　?、訟NLB： 模擬環(huán)路控制輸入，在正常工作時必須置為邏輯“0”，當(dāng)拉到邏輯“1”時，發(fā)送濾波器和發(fā)送前置放大器輸出的連接線被斷開，而改為和接收功率放大器的VPO+輸出連接。</p><p>　　⒄GSX：發(fā)送輸入放大器的模擬輸出，用來在外部調(diào)節(jié)增益。&l

31、t;/p><p>　?、諺FXI+：發(fā)送輸入放大器的非倒相輸入。</p><p>　　⒆VFXI-：發(fā)送輸入放大器的倒相輸入。</p><p>　　⒇VBB：負(fù)電源引腳，VBB=﹣5V±5%。</p><p>　　3.4 TP3067功能說明</p><p><b>　　①上電</b><

32、;/p><p>　　當(dāng)開始上電瞬間，加壓復(fù)位電路啟動COMBO并使它處于掉電狀態(tài)，所有非主要電路失效，而DX、VFRO、VPO-、VPO+均處于高阻狀態(tài)。為了使器件上電，一個邏輯低電平或時鐘脈沖必須作用在MCLKR/PDN引腳上，并且FSX和FSR脈沖必須存在。于是有兩種掉電控制模式可以利用。在第一種中MCLKR/PDN引腳電位被拉高。在另一種模式中使FSX和FSR二者的輸入均連續(xù)保持低電平，在最后一個FSX或FSR

33、脈沖后相隔2ms左右，器件將進入掉電狀態(tài)，一旦第一個FSX和FSR脈沖出現(xiàn)，上電就會發(fā)生。三態(tài)數(shù)據(jù)輸出將停留在高阻抗?fàn)顟B(tài)中，一直到第二個FSX脈沖出現(xiàn)。</p><p><b>　　②同步工作</b></p><p>　　在同步工作中，對于發(fā)送和接收兩個方向應(yīng)當(dāng)用相同的主時鐘和位時鐘，在這一模式中，MCLKX上必須有時鐘信號在起作用，而MCLKR/PDN引腳則起了掉電

34、控制作用。MCLKR/PDN上的低電平使器件上電，而高電平則使器件掉電。這兩種情況中，不論發(fā)送或接收方向，MCLKX都作為主時鐘輸入，位時鐘也必須作用在MCLKX，對于頻率為1.536 MHz、1.544 MHz或2.048MHz的主時鐘，BCLKR/CLKSEL可用來選擇合適的內(nèi)部分頻器，在1.544 MHz工作狀態(tài)下，本器件可自動補償每幀內(nèi)的第193個時鐘脈沖。當(dāng)BCLKR/CLKSEL引腳上的電平固定時，BCLKX將被選為發(fā)送和接

35、收方向兼用的位時鐘。表4-4說明可選用的工作頻率，其值視BCLKR/CLKSEL的狀態(tài)而定。在同步模式中，位時鐘BCLKX可以從64KHz變至2.048MHz，但必須與MCLKX同步。每一個FSX脈沖標(biāo)志著編碼周期的開始，而在BCLKX的正沿上，從前一個編碼周期來的PCM數(shù)據(jù)從已啟動的DX輸出中移出。在8個時鐘周期后，三態(tài)DX輸出恢復(fù)到高阻抗?fàn)顟B(tài)。隨著FSR脈沖的來臨，依賴BCLKX（或在運行中的BCLKR）</p>&l

36、t;p><b>　　③異步工作</b></p><p>　　在異步工作狀態(tài)中，發(fā)送和接收時鐘必須獨立設(shè)置，MCLK和MCLR必須為2.048MHZ，只要把靜態(tài)邏輯電平加到MCLKx/PDN引腳上，就能實現(xiàn)這一點。FSX啟動每個編碼周期而且必須與MCLKX和BCLKX保持同步。FSR啟動每一個譯碼周期而且必須與BCLKR同步。BCLKR必須為時鐘信號。列于表4-4中的邏輯電平對于異步模式

37、是不成立的。BCLKX和BCLKR工作頻率可從64KHz變到2.048MHz。</p><p><b>　?、芏處焦ぷ?lt;/b></p><p>　　COMBO既可以用短幀，也可以用長幀同步脈沖，在加電開始時，器件采用短幀模式。在這種模式中，F(xiàn)SX和FSR這兩個幀同步脈沖的長度均為一個位時鐘周期。在BCLKX的下降邊沿，當(dāng)FSX為高時，BCLKX的下一個上升邊沿可啟

38、動輸出符號位的三態(tài)輸出DX的緩沖器，緊隨其后的7個上升邊沿以時鐘送出剩余的7個位，而下一個下降邊沿則阻止DX輸出。在BCLKR的下降邊沿，當(dāng)FSR為高時（BCLKX在同步模式），其下一個的下降邊沿將鎖住符號位，緊隨其后的7個下降邊沿鎖住剩余的7個保留位。</p><p><b>　?、蓍L幀同步工作</b></p><p>　　為了應(yīng)用長幀模式，F(xiàn)SX和FSR這兩個幀同

39、步脈沖的長度等于或大于位時鐘周期的三倍。在64KHz工作狀態(tài)中，幀同步脈沖至少要在160ns內(nèi)保持低電位。隨著FSX或BCLKX的上升沿（無論哪一個先到）來到，DX三態(tài)輸出緩沖器啟動，于是被時鐘移出的第一比特為符號位，以后到來的BCLKX的7個上升沿以時鐘移出剩余的7位碼。隨著第8個上升沿或FSX變低（無論哪一個后發(fā)生），DX輸出由BCLKX的下降沿來阻塞，在以后8個BCLKR的下降沿，接收幀同步脈沖FSR上升沿將鎖住DR的PCM數(shù)據(jù)。

40、</p><p><b>　　⑥發(fā)送部件</b></p><p>　　發(fā)送部件的輸入端為一個運算放大器，并配有兩個調(diào)整增益的外接電阻。在低噪聲和寬頻帶的條件下，整個音頻通帶內(nèi)的增益可達20dB以上。該運算放大器驅(qū)動一個增益為1的濾波器（由RC有源前置濾波器組成），后面跟隨一個時鐘頻率為256KHz的8階開關(guān)電容帶通濾波器。該濾波器的輸出直接驅(qū)動編碼器的抽樣保持電路。在

41、制造中配入一個精密電壓基準(zhǔn)，以便提供額定峰值為2.5V的輸入過載（tmax）。FSX幀同步脈沖控制濾波器輸出的抽樣，然后逐次逼近的編碼周期就開始，8位碼裝入緩沖器內(nèi)，并在下一個FSX脈沖下通過DX移出，整個編碼時延近似地等于165ns加上125ns（由于編碼時延），其和為290 ns。</p><p><b>　?、呓邮詹考?lt;/b></p><p>　　接收部件包括一

42、個擴展DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器），而它又驅(qū)動一個時鐘頻率為256KHz的5階開關(guān)電容低通濾波器。譯碼器是依照A律（TP3067）設(shè)計的，而5階低通濾波器校正8KHZ抽樣—保持電路所引起的sinx/x衰減。在濾波器后跟隨一個其輸出在VFRO上的2階RC低通后置濾波器。接收部件的增益為1，但利用功率放大器可加大增益。當(dāng)FSR出現(xiàn)時，在后續(xù)的8個BCLKR（BCLKX）的下降邊沿，DR輸入端上的數(shù)據(jù)將被時鐘控制。在譯碼器的終端，譯碼循環(huán)就開始了。&

43、lt;/p><p><b>　?、嘟邮展β史糯笃?lt;/b></p><p>　　兩個倒相模式的功率放大器用來直接驅(qū)動一個匹配的線路接口電路。</p><p>　　本編譯碼器既可以進行A律變換，也可以進行µ律變換，它的數(shù)據(jù)既可以固定速率傳送，也可以變速率傳送，它既可以傳輸信令幀，也可以選擇它傳送無信令幀，并且還可以控制它處于低功耗備用狀態(tài)。在

44、實驗中我們選擇它進行A律變換，以2.048Mbit來傳送信息，信令幀為無信令幀，它的發(fā)送時序和接收時序直接受FSX和FSR控制。</p><p>　　編譯碼器一般都有一個PDN降功耗控制端，PDN=1時，編譯碼能正常工作，PDN=0，編譯碼器處于低功耗狀態(tài)，這時編譯碼器其他功能都不起作用，我們在設(shè)計時，可以實現(xiàn)對編譯碼器的降功耗控制，這時，用戶摘機，編譯碼器工作，用戶掛機，編譯碼器低功耗。</p>

45、<p><b>　　4 電路圖</b></p><p>　　5 仿真圖及仿真結(jié)果</p><p><b>　　5.1 仿真圖</b></p><p><b>　　5.1.1 信號源</b></p><p><b>　　由高斯信號產(chǎn)生</b><

46、;/p><p>　　也可由三個幅值相同，頻率不同的正弦波相加得到</p><p>　　5.1.2 編碼部分</p><p><b>　　組件功能：</b></p><p>　　（1）低通濾波器：為實現(xiàn)信號的語音頻率特性，考慮到濾波器在通帶和阻帶之間的過渡，采用了低通濾波器，而沒有設(shè)計帶通濾波器。為實現(xiàn)信號在 300Hz－34

47、00Hz的語音頻帶內(nèi)，在這里采用了一個階數(shù)為3階的切比雪夫濾波器，其具有在通帶內(nèi)等波紋、阻帶內(nèi)單調(diào)的特性。</p><p>　?。?）瞬時壓縮器：瞬時壓縮器（圖符16）使用了我國現(xiàn)采用A律壓縮，注意在譯碼時擴張器也應(yīng)采用A律解壓。對比壓縮前后時域信號（見圖6, 圖7），明顯看到對數(shù)壓縮時小信號明顯放大，而大信號被壓縮，從而提高了小信號的信噪比，這樣可以使用較少位數(shù)的量化滿足語音傳輸?shù)男枰?lt;/p>

48、<p>　?。?）A/D 轉(zhuǎn)換器：完成經(jīng)過瞬時壓縮后信號時間及幅度的離散，通常認(rèn)為語音的頻帶在300Hz－3400Hz，根據(jù)低通采樣定理，采樣頻率應(yīng)大于信號最高頻率兩倍以上，在這里A/D的采樣頻率為8Hz即可滿足，均勻量化電平數(shù)為256級量化，編碼用8bit表示，其中第一位為極性表示，這樣產(chǎn)生了64kbit/s的語音壓縮編碼。 </p><p>　?。?）數(shù)據(jù)選擇器：圖符10為帶使能端的8路數(shù)據(jù)選擇器

49、，與74151功能相同，在這里完成A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)的并/串轉(zhuǎn)換，圖符11、12、13為選擇控制端，在這里控制輪流輸出并行數(shù)據(jù)為串行數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)選擇器還可以實現(xiàn)碼速轉(zhuǎn)換功能。</p><p>　　5.1.3 譯碼部分</p><p><b>　　組件功能：</b></p><p>　?。?）D/A轉(zhuǎn)換器(圖符1)：用來實現(xiàn)與A/D轉(zhuǎn)換相反的過

50、程，實現(xiàn)數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬量，從而達到譯碼最基本的要求，也就是最起碼要有步驟。</p><p>　?。?）瞬時擴張器（圖符8）：實現(xiàn)與瞬時壓縮器相反的功能，由于采用 A 律壓縮，擴張也必須采用A律瞬時擴張器。 </p><p>　?。?）低通濾波器（圖符3）：由于采樣脈沖不可能是理想沖激函數(shù)會引入孔徑失真，量化時也會帶來量化噪聲，及信號再生時引入的定時抖動失真，需要對再生信號進行

51、幅度及相位的補償，同時濾除高頻分量，在這里使用與編碼模塊中相同的低通濾波器。</p><p><b>　　5.2 仿真結(jié)果</b></p><p>　　5.2.1 初始信號</p><p>　　5.2.2 輸入信號</p><p>　　5.2.3 A律壓縮信號</p><p>　　5.2.4 P

52、CM碼信號</p><p>　　5.2.5 A律解壓信號</p><p>　　5.2.6 輸出信號</p><p><b>　　6 實物制作</b></p><p><b>　　7 心得體會</b></p><p>　　在為期不長的通信原理課程設(shè)計過程中，從選課題查資料，到學(xué)

53、軟件做仿真，再到檢測與調(diào)試，我都收獲了很多。不光理論知識得到了強化，實踐動手能力也被大大增強了，此外我對課程設(shè)計的流程也更熟稔了。</p><p>　　在知識方面，我不僅回顧了這個學(xué)期所學(xué)的通信原理基礎(chǔ)理論知識，在相關(guān)的知識方面也得到了拓展與深化。</p><p>　　由于任務(wù)還要求對仿真軟件進行自學(xué)，我們便全身心地投入到軟件的探索之中，并終于由開始的一竅不通到現(xiàn)在的初窺門徑。在Syste

54、mView之前，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過了Protel，Proteus與Matlab，以及數(shù)電理論實驗所用的EWB等軟件，它們在一定的程度上都有相似之處。通過這段時間的接觸，發(fā)覺SystemView軟件還是比較好用的。</p><p>　　此次課程設(shè)計，讓我對通信原理等科目有了更深入細(xì)致的了解。同時我也深深發(fā)覺到，僅懂得理論、紙上談兵是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們還需要進行更多的實物制作，或是軟件仿真，因為當(dāng)理論運用到實際中時，往往會

55、出現(xiàn)很多的問題與偏差。所以這次的實踐是非常合時并且有意義的。</p><p>　　最后感謝指導(dǎo)教師的悉心教導(dǎo)，謝謝！</p><p><b>　　8 參考文獻</b></p><p>　　[1] 樊昌信．通信原理教程（第2版）[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2008</p><p>　　[2] 李白萍，吳冬梅．通信原理與技

56、術(shù) [M]．北京：人民郵電出版社，2003</p><p>　　[3] 楊建華．通信原理實驗指導(dǎo)[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[4] 樊昌信 宮錦文 劉忠成．通信原理及系統(tǒng)實驗 [M]．北京：電子工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[5] 陶劍鋒．PCM30/32路數(shù)字電話傳輸系統(tǒng)仿真 [J]．常州：河海大學(xué)計算機與信息工程學(xué)院，

57、2007 </p><p>　　[6] 浣喜明．通信原理實驗 [M]．湘潭：湖南工程學(xué)院，2005</p><p>　　[7] 何春榮．淺析語音編碼的三個發(fā)展方向[J]．成都：成都紡織高等專科學(xué)校辦公室，2008</p><p>　　[8] 康華光．電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分) [M]．北京：高等教育出版社，2005</p><p>　　[9]