基于FPGA的信号DM编解码实现,包含testbench和matlab对比仿真

1.算法运行效果图预览

(完整程序运行后无水印)

 

FPGA测试结果如下：

 

 

 

matlab对比仿真结果如下：

 

 

 

2.算法运行软件版本

matlab2022a

 

vivado2019.2

 

3.部分核心程序

（完整版代码包含详细中文注释和操作步骤视频）

 

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51

`timescale 1ns / 1ps // // Company: // Engineer: // // Create Date: 2024/11/25 22:19:00 // Design Name: // Module Name: TEST // Project Name: // Target Devices: // Tool Versions: // Description: // // Dependencies: // // Revision: // Revision 0.01 - File Created // Additional Comments: // //       module TEST();    reg i_clk; reg i_rst; wire signed[9:0]o_x; wire signed[9:0]o_dm_enc; wire signed[9:0]o_dm_dec; wire signed[9:0]o_filter;    tops_DM tops_DMu( .i_clk    (i_clk), .i_rst    (i_rst), .o_x      (o_x), .o_dm_enc (o_dm_enc), .o_dm_dec (o_dm_dec), .o_filter (o_filter)     );    initial begin     i_clk = 1'b1;     i_rst = 1'b1;        #1000     i_rst = 1'b0; end    always #5 i_clk=~i_clk; endmodule

　　

 

4.算法理论概述

       信号 DM 编解码是一种简单而有效的模拟信号数字化方法，主要用于音频和其他低频信号的处理。它的基本思想是通过比较当前信号样本与预测信号样本之间的差值（增量）来进行编码，在接收端再根据编码信息恢复出原始信号的近似值。这种方法在通信和信号处理领域有着广泛的应用，尤其适用于对带宽要求不高、信号变化相对缓慢的情况。

 

 

 

       在语音通信系统中，DM 编解码可以用于将语音信号数字化，以便在数字通信信道中传输。由于语音信号的频率范围相对较窄，变化相对缓慢，DM 编解码能够在较低的带宽要求下提供可接受的语音质量。

 

1.编码器硬件结构

       在硬件实现中，DM 编码器主要包括采样器、减法器、比较器和编码器。采样器用于对原始模拟信号进行采样，得到离散信号样本。减法器用于计算预测误差，比较器根据量化规则判断的正负，编码器则将比较器的输出（或）转换为数字编码信号。

 

 

 

2.解码器硬件结构

       DM 解码器主要包括解码器和积分器。解码器将接收到的数字编码信号还原为或的信号，积分器则根据这些信号进行累积，恢复出原始信号的近似值。