【模拟信号传输】simulink模拟信号数字传输（先PCM编码后解码还原）【含Matlab源码 3601期】

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⛄一、simulink模拟信号数字传输（先PCM编码后解码还原）

1 模拟信号抽样过程
1.1 抽样原理
抽样是按照等时间等间隔进行的，模拟信号被抽样后成为抽样信号，把该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。抽样的抽样速率下限是由抽样定理确定的。抽样定理告诉我们，若要传输模拟信号，不一定要传输模拟信号本身，可以只传输抽样定理得到的抽样值。因此该定理就为模拟信号的数字化传输提供了理论基础。

1.2 低通型连续信号的抽样

1.3 带通信号的抽样定理

1.4 抽样过程的设计与仿真分析

2 模拟信号量化过程
2.1 量化原理
量化就是把经过抽样的得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。量化的结果使抽样信号变成量化信号，其值是离散的。故量化信号已经是数字信号了，可以看成是多进制脉冲信号。量化在连续抽样值和量化值之间产生误差，称为量化误差。

2.2 均匀量化
如果用相等的量化间隔对抽样得到的信号做量化，那么这种量化方法称为均匀量化。
工作原理：在均匀量化中，每个量化区间的量化电平取在各区间的中点。其量化间隔取决于输入信号的变化范围和量化电平数。若设输入信号的最小值和最大值分别为a和b表示，量化电平数为M，则均匀量化时的量化间隔为=(b-a)/M量化器输出为x=x1。
量化器的输入与输出关系可用量化特性来表示，语言编码常采用上图所示输入—输出特性的均匀量化器，当输入m在量化区间变化时，量化电平是该区间的中点值。相应的量化误差与输入信号幅度m之间的关系曲线如图4-6所示.
过载区的误差特性是线性增长的，因而过载误差比量化误差大，对重建信号有很坏的影响。在设计量化器时，应考虑输入信号的幅度范围，是信号幅度不进入过载区，或者只能以极小的概率进去过载区。上述的量化误差通常称为绝对量化误差，它在每一个量化间隔内的最大值均为。均匀量化广泛应用于现行A/D变换接口，例如在计算机中，M为A/D变化的位数，常用的有8位、12 位、16位等不同精度。

2.3 非均匀量化
非均匀量化的方法通常是将抽样值通过压缩再进行均匀量化。通常使用的压缩器中，大多数采用对数式压缩。广泛采用的两种压缩率是u压缩率和A压缩率。

3 PCM编译码系统
3.1脉冲编码调制(PCM)
若信源输出的是模拟信号，如电话机传送的语音信号等，要使其在数字信道中传输，必须在发送端将模拟信号转换成数字信号即进行A/D变换，在接收端要进行D/A变换。对语音信号最典型的数字编码就是脉冲编码调制(PCM)。脉冲编码调制，就是将模拟信号的抽样量化值转换成二进制码组的过程。
PCM系统的原理，输入的模拟信号经抽样、量化、编码后变换成数字信号，经信道传送到接收端的译码器，由译码器还原出抽样值，再经过低通滤波器滤出模拟信号。其中，量化与编码的组合成为AD变换器；而译码与低通滤波的组合成为D/A变换。

3.1 PCM编译码系统设计与仿真分析
3.1.1 PCM编码器设计
3.1.2.PCM解码器设计
3.1.3 有干扰信号的PCM编码与解码
为了验证PCM编译码系统的特性，设计了一个有干扰的编译码过程。

⛄二、部分源代码

clc;
clear all
close all;

%data Source parameter setting
Fc=2pi10000;
ph=pi/4;

Fd=2pi20000;

Fs = 220000;
t = (0:1/Fs:1);
signal = sin(Fdt);

var.time =t’;
var.signals.values = signal’;
% var.signals.dimensions=1;

S=1;%1 sine wave -1 data.mat (20KHz)

%channel parameter setting
SNR=20;

if S==1
fs=2Fc/2/pi;
FB=2Fc;
else
fs=2Fd/2/pi;
FB=2Fd;
end

f_ch=50000;
Tc=1/fs;
if f_ch<2*Fc/2/pi;
errordlg(‘Channel bandwidth is too low!’);
return;
end

sim(‘signaltrans’); %send data

be=mean(BitErrorRate);%BirErrorRate

if be> 0.1 %BitErrorRate too high and resend data

msgbox('BitErrorRate too high and resend data!','resend data');
pause(1);
sim('signaltrans');

end
%time
snr=10^(SNR/10);
C=f_chlog2(1+snr);
sim_time=1;
data=8fs*sim_time;
time=data/C

⛄三、运行结果

⛄四、matlab版本及参考文献

1 matlab版本
2014a

2 参考文献
[1]李晓峰.模拟信号与数字信号的区别与联系[D].2017

3 备注
简介此部分摘自互联网，仅供参考，若侵权，联系删除

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