信源编码-PCM非均匀量化与编码实验报告(完成版).docxVIP

PCM非均匀量化与编码 实验报告 一、 实验目的 (1). 了解模拟信号数字化的三个基本步骤：抽样、量化、编码。 (2). 抽样频率、量化级数对信号数字化的影响. (3). 加深对非均匀量化的理解。 (4). 理解信息速率与抽样量化编码的关系。 (5). 掌握MATLAB语言的函数调用，提高编程编程能力,，为之后的学习做准备。 二、实验内容： 对模拟信号进行抽样、量化并进行13折线PCM编码，运用Matlab软件实现PCM编码全过程。 三、实验步骤与结果 1、抽样： 产生一个周期的正弦波x(t)=1024cos(2πt)mv ，分别以4HZ和32Hz的频率进行采样用plot函数在绘出原信号和抽样后的信号序列(可用stem函数)。(4Hz保存为图1，32Hz保存为图2) function sample(f) t=0:1/f:1; y=1024*cos(2*pi*t); stem(t,y,b,filled); hold on; T=1:0.01:1; Y=1024*cos(2*pi*T); plot(T,Y,r); 2、均匀量化： 对以32Hz的抽样频率进行抽样后的信号的绝对值分别进行8级和2048级均匀量化。在同一张图上绘出正弦波波形(用plot函数)、量化图(用stairs函数)。(保存为图3) function y=Even(n,m) t=0:1/m:1; x=1024*cos(2*pi*t); a=-1024:2048/n:1024; for i=1:m+1 for j=1:n if (x(i)=a(j)x(i)=a(j+1)) y(i)=(a(j)+a(j+1))/2; end end end y=y/max(y); if(n==8) stairs(t,y,b); end if(n==2048) stairs(t,y,k) end axis([0 1 -1.5 1.5]); hold on; T=0:0.01:1; Y=1024*cos(2*pi*T); Y=Y/max(Y); plot(T,Y,r); 3、PCM编码 对所有的抽样值对应的2048级均匀量化值进行13折线编码，输出相应的PCM编码，并对总的编码比特数进行计数。具体编码程序流程如下： 抽取第 抽取第i个样值 判断样值符号 归一化和量化 段落判断 段内判断 输出 开始 结束 取1s原始信号 Y N 是否达到给定的抽样频率次数32 function code=pcm(S) z=sign(S); MaxS=max(abs(S)); S=abs(S/MaxS); Q=2048*S; code=zeros(length(S),8); a=[0,16,32,64,128,256,512,1024,2048]; b=[1,1,2,4,8,16,32,64]; for i=1:length(S) for j=1:8 if (Q(i)=a(j))(Q(i)=a(j+1)) g=dec2bin(j-1,3); code(i,(2:4))=[str2num(g(1)) str2num(g(2)) str2num(g(3))]; q=ceil((Q(i)-a(j))/b(j)); if q==0 code(i,(5:8))=[0,0,0,0]; else k=num2str(dec2bin(q-1,4)); code(i,(5:8))=[str2num(k(1)) str2num(k(2)) str2num(k(3)) str2num(k(4))] end end end if z(i)0 code(i,1)=1; elseif z(i)0 code(i,1)=0; end end 四．结果分析 1.图1，图2的区别和特征 图1和图2分别以4HZ和32Hz的频率对函数进行采样，由于图2的采样频率更高，采集的点更多，更能反映原函数的特征。 2. 图3中不同量化等级的区别 图3是对以32Hz的抽样频率进行抽样后的信号的绝对值分别进行8级和2048级均匀量化而产生的函数以及原函数的正弦波波形 ，可以明显看出2048级的量化更精准，更能反映原函数的特征