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实验三(取样定理与差分脉冲编码调制仿真)

实验四:取样定理与差分脉冲编码调制仿真
实验要求: 1、 学生按照实验指导报告独立完成相关实验的内容; 2、 上机实验后撰写实验报告,记录下自己的实验过程,记录实验心得。 3、 以电子形式在规定日期提交实验报告。

实验指导
一.采样及采样定律 频带为 F 的连续信号 f (t )可用一系列离散的采样值 f (t 1),f ( t 1±Δ t) , f(t1±2Δ t),...来表示 ,只要这些采样点的时间间隔 Δ t≤1/2F,便可根据 各采样值完全恢复原来的信号 f(t)。 这是时域采样定理的一种表述方式。 时域采样定理的另一种表述方式是:当时间信号函数 f(t)的最高频率分 量为 fM 时 ,f(t)的值可由一系列采样间隔小于或等于 1/2fM 的采样值来确定 , 即采样点的重复频率 f ≥2fM。 (一)、以正弦信号为例 系统仿真框图如下:

各模块参数设置:

连续、离散正弦波及脉冲信号波形的示波器显示图:

(二)、以锯齿波为例 系统仿真框图:

各模块参数设置:

连续、离散锯齿波及采样脉冲信号波形的示波器显示图:

离散锯齿波信号频谱显示图:

二、量化及编码 (一) 、PCM 概述 脉冲编码调制又称脉码调制, 它是一种将模拟信号的抽样量化值变换成代码的编码方式。 PCM 主要包括抽样、量化与编码三个过程。抽样是把连续时间模拟信号转换成离散时间连 续幅度的抽样信号, 量化是把离散时间连续幅度的抽样信号转换成离散时间离散幅度的数字 信号,编码是把量化后的信号编码成一个二进制码组输出。从通信中的调制概念来看,可以 认为 PCM 编码过程是模拟信号调制一个二进制脉冲序列,载波是脉冲序列,通过调制改变 脉冲序列中得码元的取值,所以 PCM 称为脉冲编码调制。在接收端,二进制码组经解码后 形成重建的量化信号, 然后经过低通滤波器滤除高频分量以及进行必要的频率失真补偿, 便 可得到重建新号。 PCM 仿真框图:

参数设置:

S1、S2、S3、S4 除 Variable name 与 S 不同外其余参数设置一样。 PCM 仿真结果:

(二) 、DPCM 差分脉冲编码调制 1、DPCM 概述 DPCM(Differential Pulse Code Modulation) 差分脉冲编码调制, 简称差值编码。 在 PCM 中,每个波形样值都独立编码,与其他样值无关。而在 DPCM 中,使用样点之间差值的编码 来代替样本本身的编码,可以在量化台阶不变的情况下,是编码位数大量减少,信号带宽大 大压缩。 DPCM 仿真框图:

参数设置:

S1、S2 除 Variable name 与 S 不同外其余参数设置一样。 DPCM 仿真结果: