貴州高校青年教師崗前培訓教學設計教學內容：PCM編碼學校：貴州職業技術學院專業：通信類姓名：吳立知完成時間：20XX年1月21日PCM編碼一、教學內容分析1、本節課的知識結構5.1脈沖編碼調制（PCM）1）PCM編碼2、本節課的基本概念1）脈沖編碼調制包括抽樣、量化、編碼三個過程。2）抽樣：對模擬信號進行周期性掃描，把時間上連續的信號變成時間上離散的信號。3）量化：利用預先規定的有限個電平來表示模擬信號抽樣值，即用一組規定的電平，把瞬時抽樣值用最接近的電平值來表示。（1）均勻量化：將模擬信號的取值均勻分段，然后取每段的中間值為量化電平。（2）非均勻量化：所謂非均勻量化就是對信號的不同部分用不同的量化間隔。具體地說，就是對小信號部分采用較小的量化間隔，而對大信號部分就用較大的量化間隔。實現這種思路的一種方法就是壓縮與擴張法。4）編碼：用一組二進制碼組來表示每一個有固定電平的量化值。二、學情分析1、學生年齡特點分析該班為大學一年級學生，年齡均還處在青春期，比較活潑好動，缺乏學習枯燥理論知識的耐心。因此在課程教學中，應引入多種教學手段和方法，吸引學生的學習興趣，提高學生的求知欲。2、學生已有知識經驗分析該班學生有一定的通信專業專業知識，對本課程有一定的理解能力，并且有部分學生學習很認真，這都是教學的有利條件，但也有4-6個學生基礎差，且缺課較多，這給教學帶來一定的困難。3、學生學習能力分析作為一年級學生，專業理論知識相對薄弱，但實踐操作能力較好，并具有主動學習意識，參與意識強，興趣廣泛。課程教學中應注重實際能力的培訓，增加實際操作內容，能夠激發學生學習積極性。4、學生學習風格分析學生較活潑好動，缺乏學習枯燥理論知識的耐心，但實踐操作能力較好。因此在課程教學中，應注重實際能力的應用，引入多種教學手段和方法，引導學生對專業知識進行探索。三、教學目標1、知識方面使學生掌握PCM編碼的原理及編碼規則。2、能力方面培養學生掌握PCM通信系統的知識及數據傳輸系統硬件和軟件平臺搭建。3、情感態度與價值觀方面具備對理論及實踐知識的感性認識，培養學生的創新能力和業務素養。四、教學重點和難點1、重點：對已知電平的編碼。2、難點：非均勻量化編碼。五、課前準備教六、課時安排15分鐘七、教學過程教學內容教師活動學生活動設計意圖引入復習:已經學習的模擬信號數字化(PCM編碼調制)的前兩個步驟:1.PCM系統原理結構分析;2.模擬信號的抽樣;3.抽樣值的量化:⑴均勻量化,⑵非均勻量化導入:如何對一個已知信號進行PCM編碼觀看幻燈片放映：從PCM系統原理和非均勻量化入手導入新課使學生回顧前面的知識，從而順利進入本次課的新知識教授。新課教學PCM編碼在13折線A律壓擴特性編碼中，普遍采用8位二進制碼，對應有M=28=256個量化級，即正、負輸入幅度范圍內各有128個量化級。這需要將13折線（正方向）中的歸一化的壓縮器輸入電壓x對分為8段后，每段再均勻量化為16份（16個量化級），要注意在每一段內，這些等份之間(即16個量化級之間)長度是相等的。但是，在不同的段內，這些量化級又是不相等的。因此，正輸入的8個段落被劃分成8×16=128個不均勻的量化級。可見，用這種分段方法就可對輸入信號形成一種不均勻量化分級。它對小信號分得細，最小量化級(第一、二段的量化級)為：(1/128)×(1/16)=1/2048對大信號的量化級分得粗，最大量化級為：(1/2)×(1/16)=1/32一般設最小量化級為一個量化單位，用Δ表示，Δ=1/2048。可以計算出輸入信號的取值范圍0至1總共被劃分為2048Δ。這8位二進制碼的安排如下：極性碼段落碼段內碼C1C2C3C4C5C6C7C8其中第1位碼C１的數值表示信號的正、負極性，稱為極性碼。C１＝“1”，表示信號為正；C１＝“0”，表示信號為負。第2至第4位碼C2C3C4為段落碼，表示信號絕對值處在哪個段落，3位碼的8種可能狀態分別代表8個段落的起點電平。段落碼：第5至第8位碼C5C6C7C8為段內碼，表示每一段落內的16個均勻劃分的量化級。段內碼與16個量化級之間的關系如表所示。觀看幻燈片放映，并聽教師教授新知識。新知識的講述。結尾總結：C1（極性碼）1代表正極性，0代表負極性。C2C3C4（段落碼）表示抽樣值處于8個段落中，哪一個段落（折線段）。C5C6C7C8（段內碼）表示抽樣值處于段內16個量化級中的哪一個量化級(子區)。例題：例1接收端收到PCM碼組“01011001”，采用13折線A律編譯碼電路，最小量化單位為1個電位，解釋該碼組代表的含義?解：0C1＝0表示量化電平為負101C2C3C4＝101表示量化電平位于第6段落，第6段落起始電平256Δ，段內量化級差16Δ。1001C5C6C7C8＝1001表示量化電平位于第6段落中第9子區。同老師一起總結本課知識點，并回答例題問題。知識總結，并帶領學生進行針對性練習。練習作業：設信號動態范圍±A=±2.048V，若給定某抽樣值x=0.725V，求采用13折線A律編碼方式的編碼和誤差。課后練習對知識進行鞏固練習。八、板書設計PCM編碼C1（極性碼）1代表正極性，0代表負極性。C2C3C4（段落碼）表示抽樣值處于8個段落中，哪一個段落（折線段）。C5C6C7C8（段內碼）表示抽樣值處于段內16個量化級中的哪一個量化級(子區)。九、教學反思1、反思成功點首先對前面知識點進行復習回顧，并進行課程導入；成功利用多媒體教學，展示PCM編碼的全過程，以及從模擬信號轉換成二進制數字信號的全過程；最后對知識進行總結回顧，帶領學生一起完成例題訓練，并布置課后作業，進行鞏固