模拟信号的传输仿真.doc

实验方案

实验成绩
实验操作

实验结果

实验项目：模拟信号的数字传输仿真

实验日期： 2013.11.28 实验室： 16309

实验台号： 同组者：

一、实验目的
1、 掌握PCM的编码原理。
2、 掌握PCM编码信号的压缩与扩张的实现方式
二、实验内容
1、 设计一个PCM调制系统的仿真模型
2、 采用信号的压缩与扩张方式来提高信号的信噪比
三、基本原理
在现代通信系统中，以PCM（脉冲编码调制）为代表的编码调制技术被广泛地应用于模拟信号和数字传输中，所谓脉冲编码调制，就是将模拟信号的抽样量化值变换成代码，其编码方式如下图所示：

PCM编码经过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。为了便于用数字电路实现，其量化电平数一般为2的整数次幂，这样可以将模拟信号量化为二进制编码形式。其量化方式可分为两种：
均匀量化编码：
常用二进制编码，主要有自然二进码和折叠二进码两种。
非均匀量化编码：
常用13折线编码，它用8位折叠二进码来表示输入信号的抽样量化值，第一位表示量化值的极性，第二至第四位（段落码）的8种可能状态分别代表8个段落的起始电平，其它4位码（段内码）的16种状态用来分别代表每一段落的16个均匀划分的量化级。
通常情况下，我们采用信号压缩与扩张技术来实现非均匀量化，就是在保持信号固有的动态范围的前提下，在量化前将小信号放大，而将大信号进行压缩。采用信号压缩后，用8位编码就可以表示均匀量化11位编码是才能表示的动态范围，这样能有效地提高校信号编码时的信噪比。

四、实验步骤
在SystemVue系统仿真软件中，系统提供了A律和μ律两种标准的压缩气和扩张器，用户可以根据需要选取其中一种进行仿真实验。
1、 设置一个均值为0，标准差为0.5的具有高斯分布的随机信号作为仿真用的模拟信号源。
2、 在信号源的后方放置一个巴特沃思低通滤波器，设置其截止频率为10Hz，滤除高频分量。
3、 在滤波器右侧放置一个A律13折线的压缩器（在通信库的Processors标签下），对信号进行压缩，并设定最大输入为1v。
4、 放置一个模数转换器（在逻辑库下的Mix Signal中），对压缩的模拟信号进行抽样量化，并编码为数字信号，根据PCM的要求，设定编码位数为8位，输出真假值为1和0，阈值为0.5，最大最小输入为正负1.28v；并放置一个100Hz的采样时钟信号对模拟信号进行抽样。由此可得出8位编码的PCM信号。
5、 放置一个数模转换器，将编码好的PCM信号重新还原为模拟信号。数模转换器的参数设置与模数转换器基本相同
6、 将模数转换器的8个数据位与数模转换器相对应的8个数据位相连，将数字信号送入数模转换器。
7、 放置一个扩张器，接收从数模转换器产生的经过压缩的模拟信号，并对其进行扩张，还原为原始信号，参数的设置与压缩器基本相同。最终的仿真系统如下图所示：

五、实验结果
1、 画出仿真系统中各个接收器的波形