什么是PCM 目的是什么它分哪几个步骤

在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲"0"码和"1"码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。

而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM，即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。

PCM可以向用户提供多种业务，既可以提供从2M到155M速率的数字数据专线业务，也可以提供话音、图象传送、远程教学等其他业务。特别适用于对数据传输速率要求较高，需要更高带宽的用户使用。

编码的过程：

1、抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号，抽样必须遵循奈奎斯特抽样定理。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。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。抽样速率采用8KHZ。

2、量化，就是把经过抽样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,通常是用二进制表示。

扩展资料

PCM脉码调制这项技术可以改善和提高的方面则越来越来小。只是简单的增加PCM脉码调制位深度和采样率，不能根本的改善它的根本问题。其原因是PCM的主要问题在于：

（1）任何脉冲编码调制数字音频系统需要在其输入端设置急剧升降的滤波器，仅让20Hz-22.05kHz的频率通过（高端22.05kHz是由于CD44.1kHz的一半频率而确定）。

（2）在录音时采用多级或者串联抽选的数字滤波器（减低采样频率），在重放时采用多级的内插的数字滤波器（提高采样频率），为了控制小信号在编码时的失真，两者又都需要加入重复定量噪声。这样就限制了PCM技术在音频还原时的保真度。

模拟信号数字化必须经过三个过程，即抽样、量化和编码，以实现话音数字化的脉冲编码调制技术。

具体介绍：

1、抽样

抽样是把模拟信号以其信号带宽2倍以上的频率提取样值，变为在时间轴上离散的抽样信号的过程。例如，话音信号带宽被限制在0.3～3.4kHz内，用 8kHz的抽样频率（fs），就可获得能取代原来连续话音信号的抽样信号。

2、量化

抽样信号虽然是时间轴上离散的信号，但仍然是模拟信号，其样值在一定的取值范围内，可有无限多个值。显然，对无限个样值一一给出数字码组来对应是不可能的。

为了实现以数字码表示样值，必须采用“四舍五入”的方法把样值分级“取整”，使一定取值范围内的样值由无限多个值变为有限个值。这一过程称为量化。

3、编码

量化后的抽样信号在一定的取值范围内仅有有限个可取的样值，且信号正、负幅度分布的对称性使正、负样值的个数相等，正、负向的量化级对称分布。

若将有限个 量化样值的绝对值从小到大依次排列，并对应地依次赋予一个十进制数字代码（例如，赋予样值0的十进制数字代码为0），在码前以“+”、“－”号为前缀，来 区分样值的正、负，则量化后的抽样信号就转化为按抽样时序排列的一串十进制数字码流，即十进制数字信号。

简单高效的数据系统是二进制码系统，因此，应将十 进制数字代码变换成二进制编码。根据十进制数字代码的总个数，可以确定所需二进制编码的位数，即字长。这种把量化的抽样信号变换成给定字长的二进制码流的过程称为编码。

扩展资料：

注意：

在计算机应用中，能够达到最高保真水平的就是PCM编码，被广泛用于素材保存及音乐欣赏，CD、DVD以及我们常见的 WAV文件中均有应用。

因此，PCM约定俗成了无损编码，因为PCM代表了数字音频中最佳的保真水准，并不意味着PCM就能够确保信号绝对保真，PCM也只能做到最大程度的无限接近。要算一个PCM音频流的码率是一件很轻松的事情，采样率值×采样大小值×声道数 bps。

一个采样率为44.1KHz，采样大小为16bit，双声道的PCM编码的WAV文件，它的数据速率则为 44.1K×16×2 =1411.2 Kbps。我们常见的Audio CD就采用了PCM编码，一张光盘的容量只能容纳72分钟的音乐信息。

参考资料来源：百度百科--pcm编码

我修改了一下，能够运行了，不知道是不是你想要的结果？

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t=0:0.01:10 %定义时间抽样点

%vm1=-70:1:0 %输入的信号幅度的db值

vm1=linspace(-70,0,1001)

vm=10.^(vm1/20) %输入信号幅度

figure(1)

for k=1:length(vm)

for m=1:2

%x=vm*sin(2*pi*t+2*pi*rand(t)) %输入语音信号

x=vm.*sin(2*pi*t) %输入语音信号

v=1

xx=x/v

sxx=floor(xx*4096)

y=pcm_encode(sxx) %PCM编码

yy=pcm_decode(y,v)%PCM译码后信号幅值

nq(m)=sum((x-yy).*(x-yy))/length(x)%噪音功率

sq(m)=mean(yy.^2)%信号均值

snr(m)=(sq(m)/nq(m)) %信噪比

drawnow

subplot(211)

plot(t,x)

title('采样序列')%画出采样序列的图形

subplot(212)

plot(t,yy)

title('解码序列')%画出PCM解码后的序列图

end

snrq(k)=10*log10(mean(snr)) %量化信噪比

end

figure(2)

plot(vm1,snrq)

axis([-60 0 0 60]) %X轴范围是（-60，0）Y轴范围是（0,60）

grid

function out=pcm_decode(in,v)

n=length(in)

in=reshape(in',8,n/8)'%将in值变换成8行

slot(1)=0

slot(2)=16

slot(3)=32

slot(4)=64

slot(5)=128

slot(6)=256

slot(7)=512

slot(8)=1024

step(1)=1

step(2)=1

step(3)=2

step(4)=4

step(5)=8

step(6)=16

step(7)=32

step(8)=64

for i=1:n/8

ss=2*in(i,1)-1

tmp=in(i,2)*4+in(i,3)*2+in(i,4)+1

st=slot(tmp)

dt=(in(i,5)*8+in(i,6)*4+in(i,7)*2+in(i,8))*step(tmp)+0.5*step(tmp)

out(i)=ss*(st+dt)/4096*v%量化输出值

end

function [out]=pcm_encode(x) %定义A率13折线压缩特性

n=length(x)

for i=1:n

if x(i)>0

out(i,1)=1 %代表正值

else

out(i,1)=0 %代表负值

end

if abs(x(i))>=0&&abs(x(i))<16

out(i,2)=0out(i,3)=0out(i,4)=0step=1st=0

elseif 16<=abs(x(i))&&abs(x(i))<32

out(i,2)=0out(i,3)=0out(i,4)=1step=1st=16

elseif 32<=abs(x(i))&&abs(x(i))<64

out(i,2)=0out(i,3)=1out(i,4)=0step=2st=32

elseif 64<=abs(x(i))&&abs(x(i))<128

out(i,2)=0out(i,3)=1out(i,4)=1step=4st=64

elseif 128<=abs(x(i))&&abs(x(i))<256

out(i,2)=1out(i,3)=0out(i,4)=0step=8st=128

elseif 256<=abs(x(i))&&abs(x(i))<512

out(i,2)=1out(i,3)=0out(i,4)=1step=16st=256

elseif 512<=abs(x(i))&&abs(x(i))<1024

out(i,2)=1out(i,3)=1out(i,4)=0step=32st=512

elseif 1024<=abs(x(i))&&abs(x(i))<2048

out(i,2)=1out(i,3)=1out(i,4)=1step=64st=1024 %由抽样值定义段落编码

end

if(abs(x(i))>=2048)

out(i,2:8)=[1 1 1 1 1 1 1]step=128st=2048

else

tmp=floor((abs(x(i))-st)/step)

if tmp<0

a=1

end

t=dec2bin(tmp,4)-48 %dec2bin函数表示输出ASCII字符串值，48表示0

out(i,5:8)=t(1:4)%输出段内码

end

end

out=reshape(out',1,8*n) %将out值变换成1行8n列

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