实验二脉冲编码调制案例.doc

实验二 脉冲编码调制 一.实验目的 1.掌握PCM调制与解调原理； 2.进一步熟悉SystemView的使用。 二．实验要求 1. 设计一个子系统来产生模拟基带信号，该信号由3个正弦波相加而成，振幅均为1V，初相位均为0，频率分别为500、1000、1500HZ； 2. 可以使用ADC和DAC图符； 3. 可以使用专业库中的A律压缩器和解压器； 4. 安装下列步骤环节来完成实验并书写实验报告。 三．设计方案 PCM即脉冲编码调制，在通信系统中完成基带模拟信号数字化功能。PCM的实现主要包括三个步骤：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。为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀化量化。我国采用了A律压缩，由于A律压缩实现复杂，本次实验采用A律13折线压缩。原理方框图如图2_1所示： 图2_1 四．系统实现 信号源子系统 首先在System View中搭建信号源子系统：该信号由3个正弦波相加而成，振幅均为1V，初相位均为0，频率分别为500HZ、1000HZ、1500HZ，如图2_2所示： 图2_2 PCM编码器模块 PCM编码器模块主要是由信号源、低通滤波器，A律压缩器、A/D转化器构成。实现模型如图2_3所示： 低通滤波器采用Butterworth型，设置参数如图2_4: A/D转化器设置参数如图2_5: 如图2_3 如图2_4 如图2_5 PCM译码器模块 PCM译码器是实现PCM编码的逆过程。PCM译码的模块主要由A/D转化器输出端、D/A转化器、顺时扩张器、低通滤波器构成。在System View中实现如图2_6所示： 用矩形脉冲信号实现信号抽样功能，矩形脉冲设置参数如图2_7所示：F=2*Fmax=3000HZ，脉冲宽度T=0.2*10^-3s A/D转化器的8个输出与D/A转化器8个输入端连接，参数设置如图2_8、2_9所示： 图2_6 图2_7 图2_8 图2_9 系统仿真图如图2_10所示： 图2_10 将采样点和采样频率设置如图2_12所示： 图2_11 五．系统测试 运行系统，得到如下波形： 由如下波形可以看出在PCM编码过程中，基带信号在通过A律13折线压缩以及译码过程后，波形具有一定的延迟性，导致最后得到的还原信号具有一定的延迟性，但基带信号基本上在接收端得到恢复。 图2_12 图2_13 图2_14 图2_15 图2_16 图2_17 图2_18 六．设计总结 这次实验刚开始真的有种无从下手的感觉，幸好实验室有网络，然后就搜了一下相关文档，大致知道了自己要干什么，原理框图跟一些理论知识大都可以在课本上找到。于是就在System View上搭建了原理图，刚开始接收端收到的波形一直跟基带模拟信号差得比较远，最后发现问题出在脉冲信号的产生那块。用仿真器观察到，我根本就没有得到所需要的矩形脉冲信号，导致最后的恢复波形失真。这里需要说明一下，是否合理的设置采样频率的参数对于最后的波形能否恢复出来真的尤其重要。首先要保证采样频率Fs=2*fH，既然是矩形脉冲信号，我们可以把占空比设置为50%左右，脉冲的周期T=1/Fs，那么脉冲宽度可设置为T/2，最好取个整数。这样设置之后，后面的过程就比较顺利了。本次实验采用了Buttervalue 低通滤波器，但在仿真过程中，我发现它的滤波效果并不是那么理想，高于并且接近1500HZ的信号还是可以通过，导致最后得到的波形频率段并不是那么的理想，但整个实验还是实现脉冲的编码调制。通过这次实验，我掌握了PCM编码的工作原理，并学会了在System View中实现脉冲编码调制，加强了动手能力和学习技能，同时也培养了我的设计思维。