通信原理实验报告--脉冲编码调制与解调实验
云南师范大学通信原理实验-05(脉冲编码调制与调解PCM)

9
二.实验过程
1、实验现象及结果 ① 按照步骤一的连接好实验实物,如图:
测得 PCM 编码信号(PCMB-OT)的波形如下:
10
与上路帧同步信号对比波形为:
11
两者比较波形如下:
其中上路系带模拟信号(S-IN)与下路 PCM 解调信号(JPCM)波形如下:
12
课后总结及思考: 1、TP3067 PCM 编码器输出的 PCM 码的速率是多少?在本实验中,为什么要给 TP3067 提供 2.048MHz 的时钟? 答:TP3067 PCM 编码器输出的 PCM 码的速率是 64Kb/S,属于国际标准。 由 PCM 帧结构知,l 帧共有 32 路时隙,每路时隙 8bit,每秒有 8000 帧,故 30/32 路 PCM 基群的码率为:8000*32*8=2.048Mb/s,即 TP3067 提供的 PCM 编译码电路的时钟 频率。 2、在脉码调制中,选用折叠二进码为什么比选用自然二进码好? 答:采用折叠二进码可以大为简化编码的过程,而且在传输过程中如果出现误码,对 小信号的影响较小,有利于减小平均量化噪声。 3、脉冲编码调制系统的输出信噪比与哪些因素有关? 答:均匀量化器的输出信号量噪比为 S/Nq=M2。对于 PCM 系统,解码器中具有这个 信号量噪比的信号还要通过低通滤波器。用 N 位二进制码进行编码时,上式可写为 S/Nq=22N。这表明,PCM 系统的输出信号蓐噪比仅和编码位数 N 有关,且随 N 按指数 规律增大。对于一个频带限制在 f 的低通信号,按抽样定理,有 S/Nq=22(B/f) ,即 PCM 系统的输出信号晕噪比随系统的带宽 B 按指数规律增长。
2
低功耗工作电流 30mA,备用状态时只有 100pA 出,与 TTL 电平兼容。 一般商业品工作温度范围为 0-70℃,工业品为-40-+85℃。 实物图如下:
实验四 脉冲编码调制与解调实验(PCM)

实验四脉冲编码调制与解调实验(PCM)一、实验目的1、掌握抽样信号的量化原理。
2、掌握脉冲编码调制的基本原理。
3、了解PCM系统中噪声的影响。
二、实验内容1、对模拟信号脉冲编码调制,观测PCM编码。
2、将PCM编码解调还原。
三、实验仪器1、信号源模块一块2、模拟信号数字化模块一块3、20M双踪示波器一台4、带话筒立体声耳机一副四、实验原理PCM原理框图如下图9-1所示。
编码部分译码部分图9-1 PCM原理框图上图中,信号源模块提供音频范围内模拟信号及时钟信号,包括工作时钟2048K、位同步时钟64K、帧同步时钟8K,送模拟信号数字化模块,经抽样保持、量化、编码过程,产生64K码速率的PCM编码信号。
译码部分同样将PCM编码与各时钟信号送入,经译码、低通滤波器,还原出模拟信号。
五、实验步骤1、将模块小心地固定在主机箱中,确保电源接触良好。
2、插上电源线,打开主机箱右侧的交流开关,再分别按下两个模块中的电源开关,对应的发光二极管灯亮,两个模块均开始工作。
(注意,此处只是验证通电是否成功,在实验中均是先连线,后打开电源做实验,不要带电连线)3、PCM编码(1)信号源模块“2K正弦基波”幅度调节至3V左右。
(2)实验连线如下:信号源模块模拟信号数字化模块(模块左下方PCM编解码)2K正弦基波—————S-IN2048K———————2048K-IN64 K————————CLK-IN8K————————FRAM-IN(3)以“FRAM-IN”信号为内触发源,示波器双踪观测“FRAM-IN”、“PCM-OUT”测试点波形,PCM编码能够稳定观测,且每四帧编码为一个周期。
说明:帧信号对应的4位PCM编码的第一位码,是上一帧8位PCM编码的第8位,可能出现半位为0,半位为1的情况,这是由使用的PCM编译码芯片的工作时序决定。
(4)以“S-IN”信号为内触发源,示波器双踪观测“S-IN”、“PCM-OUT”测试点波形,PCM编码能够稳定观测,每一周期正弦波对应4帧共32位PCM编码,且32位一循环,码速率为64K。
脉冲编码调制与解调实验

实验二脉冲编码调制与解调实验—. 实验目的1.加深对PCM编码过程的理解。
2.熟悉PCM编、译码专用集成芯片的功能和使用方法。
3.了解PCM系统的工作过程。
二. 实验电路工作原理(一) PCM基本工作原理脉冲调制就是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号后在信道中传输。
脉码调制就是对模拟信号先抽样,再对样值幅度量化、编码的过程。
所谓抽样,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。
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。
在该实验中,抽样速率采用8Kbit/s。
所谓量化,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。
一个模拟信号经过抽样量化后,得到已量化的脉冲幅度调制信号,它仅为有限个数值。
所谓编码,就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。
然而,实际上量化是在编码过程中同时完成的,故编码过程也称为模/数变换,可记作A/D。
由此可见,脉冲编码调制方式就是一种传递模拟信号的数字通信方式。
PCM的原理如图2-1所示。
话音信号先经防混叠低通滤波器,进行脉冲抽样,变成8KHz 重复频率的抽样信号(即离散的脉冲调幅PAM信号),然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”办法量化为有限个幅度取值的信号,再经编码,转换成二进制码。
对于电话,CCITT 规定抽样率为8KHz,每抽样值编8位码,即共有28=256个量化值,因而每话路PCM编码后的标准数码率是64kb/s。
为解决均匀量化时小信号量化误差大、音质差的问题,在实际中采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法,即量化特性在小信号时分层密、量化间隔小,而在大信号时分层疏、量化间隔大,如图2—2所示。
在实际中广泛使用的是两种对数形式的压缩特性:A律和 律。
A 律PCM 用于欧洲和我国,μ律用于北美和日本。
调制与解调

发送端
数字 信道
接收端 重建滤波器 抽样保持、低通 波形 解码器
模拟 终端
4.1、PCM实现的功能 4.1、PCM实现的功能
PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。抽样是把时间连续的模拟信号 转换成时间离散、幅度连续的抽样信号;量化是把时间离散、幅度连续的抽样 信号转换成时间离散、幅度离散的数字信号;编码是将量化后的信号编码形成 一个二进制码组输出。国际标准化的PCM码组(电话语音)是用八位码组代表 PCM 一个抽样值。编码后的PCM码组,经数字信道传输,在接收端,用二进制码组 重建模拟信号,在解调过程中,一般采用抽样保持电路。预滤波是为了把原始 语音信号的频带限制在300-3400Hz左右,所以预滤波会引入一定的频带失真。 在整个PCM系统中,重建信号的失真主要来源于量化以及信道传输误码。通 常,用信号与量化噪声的功率比,即信噪比S/N来表示。国际电报电话咨询委员 会(ITU-T)详细规定了它的指标,还规定比特率为64kb/s,使用A律或律编码 律。关于抽样、量化及编码的原理请详细参考相关通信教材。
五、实验步骤
5.1、将信号源模块、模拟信号数字化模块、终端模块、频谱分析模块小心 地固定在主机箱中,确保电源接触良好。 5.2、插上电源线,打开主机箱右侧的交流开关,再分别按下四个模块中的 开关POWER1、POWER2、S2、S3,对应的发光二极管LED001、LED002、D200 、D201、LED600、LED300、LED301发光,按一下信号源模块的复位键,四 个模块均开始工作。(注意,此处只是验证通电是否成功,在实验中均是 先连线,后打开电源做实验,不要带电连线)。 5.3、将信号源模块的拨码开关SW101、SW102设置为0000000 0000001。 5.4、将信号源模块产生的正弦波信号(频率为2.5KHz,峰-峰值为3V)从 点“S-IN”输入模拟信号数字化模块,将信号源模块的信号输出点“64K”、 “8K”“BS”分别与模拟信号数字化模块的信号输入点“CLKB-IN”、“FRAMBIN”、“2048K-IN”连接,观察信号输出点“PCMB-OUT”的波形。将该点输出 的信号送入频谱分析模块,观察该点输出信号的频谱,记录下来。Βιβλιοθήκη 4.7.1、 4.7.1、上电
脉冲编码调制(PCM)实验报告

脉冲编码调制(PCM)实验一、 实验目的 1. 了解语音信号编译码的工作原理; 2. 验证PCM 编码原理; 3. 初步了解PCM 专用大规模集成电路的工作原理和应用; 4. 了解语音信号数字化技术的主要指标及测试方法。
二、 实验仪器双踪同步示波器1台;直流稳压电源l 台;低频信号发生器l 台;失真度测试仪l 台;PCM 实验箱l 台。
三、 实验原理 PCM 数字终端机的结构示意图如下:PCM 原理图如下:模拟信源 预滤波抽样器 波形编码器 量化、编码 数字信道波形解码器重建滤波器抽样保持、X/sinx 低通模拟终端()x t ()x n ()ˆxn ()ˆxt 发送端接收端PCM 编译码原理为:1.PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。
2.抽样:把连续时间模拟信号转换成离散时间连续幅度的抽样信号;3.量化:把离散时间连续幅度的抽样信号转换成离散时间离散幅度的数字信号;4.编码:将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。
5.国际标准化的PCM 码组(电话语音)是八位码组代表一个抽样值。
ITT G.712 详细规定了它的S/N指标,还规定比特率为64Kb/s. 使用A 律或u 律编码律。
A律13折线和其编码表为:A律13折线图A律13折线编码表段落序号段落码c2 c3 c4段内码c5 c6 c7 c88 111 0000…….11117 110 0000…….11116 101 0000…….11115 100 0000…….11114 011 0000…….11113 010 0000…….11112 001 0000…….11111 000 0000…….1111内为均匀分层量化,即等问隔16 个分层。
系统性能测试有三项指标,即动态范围、信噪比特性和频率特性。
在满足一定信噪比(SIN)条件下,编译码系统所对应的音频信号的幅度范围定义为动态范围。
PCM 编译码系统动态范围样板值图:动态范围测试框图:四、 实验步骤(一)时钟部分:1. 主振频率为4096KHz ;用示波器在测试点(1)观察主振波形,用示波器测量其频率。
脉冲编码调制实验报告

一、实验目的1. 了解脉冲编码调制(PCM)的工作原理和实现过程;2. 掌握PCM编译码器的组成和功能;3. 验证PCM编译码原理在实际应用中的有效性;4. 分析PCM编译码过程中可能出现的问题及解决方法。
二、实验原理脉冲编码调制(PCM)是一种将模拟信号转换为数字信号的方法。
其基本原理是:首先对模拟信号进行抽样,使其在时间上离散化;然后对抽样值进行量化,使其在幅度上离散化;最后将量化后的信号编码成二进制信号。
PCM编译码器是实现PCM调制和解调的设备。
1. 抽样:抽样是指在一定时间间隔内对模拟信号进行采样,使其在时间上离散化。
抽样定理指出,为了无失真地恢复原信号,抽样频率必须大于信号最高频率的两倍。
2. 量化:量化是指将抽样值进行幅度离散化。
量化方法有均匀量化和非均匀量化。
均匀量化是将输入信号的取值域按等距离分割,而非均匀量化则是根据信号特性对取值域进行不等距离分割。
3. 编码:编码是指将量化后的信号编码成二进制信号。
常用的编码方法有自然二进制编码、格雷码编码等。
三、实验仪器与设备1. 实验箱:包括模拟信号发生器、抽样器、量化器、编码器、译码器等;2. 示波器:用于观察信号波形;3. 数字频率计:用于测量信号频率;4. 计算机软件:用于数据处理和分析。
四、实验步骤1. 模拟信号发生器输出一个连续的模拟信号;2. 通过抽样器对模拟信号进行抽样,得到一系列抽样值;3. 对抽样值进行量化,得到一系列量化值;4. 将量化值进行编码,得到一系列二进制信号;5. 将二进制信号输入译码器,恢复出量化值;6. 将量化值进行反量化,得到一系列反量化值;7. 将反量化值通过重建滤波器,恢复出模拟信号;8. 观察示波器上的信号波形,分析PCM编译码过程。
五、实验结果与分析1. 观察示波器上的信号波形,可以发现,通过PCM编译码过程,模拟信号被成功转换为数字信号,再恢复为模拟信号。
这验证了PCM编译码原理在实际应用中的有效性。
脉冲编码调制与解调实验

实验五脉冲编码调制解调实验一、实验目的1.掌握脉冲编码调制与解调的原理。
2.掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
3.了解脉冲编码调制信号的频谱特性。
4.了解大规模集成电路W681512的使用方法。
二、实验内容1.观察脉冲编码调制与解调的结果,观察调制信号与基带信号之间的关系。
2.改变基带信号的幅度,观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。
3.改变基带信号的频率,观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。
4.改变位同步时钟,观测脉冲编码调制波形。
三、实验器材1.信号源模块2.模拟信号数字化模块3.终端模块(可选)4.频谱分析模块5.20M双踪示波器一台6.音频信号发生器(可选)一台7.立体声单放机(可选)一台8.立体声耳机一副9.连接线若干四、实验原理模拟信号进行抽样后,其抽样值还是随信号幅度连续变化的,当这些连续变化的抽样值通过有噪声的信道传输时,接收端就不能对所发送的抽样准确地估值。
如果发送端用预先规定的有限个电平来表示抽样值,且电平间隔比干扰噪声大,则接收端将有可能对所发送的抽样准确地估值,从而有可能消除随机噪声的影响。
编码调制(PCM)简称为脉码调制,它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。
脉码调制的过程如图8-1所示。
PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。
抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号;量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散幅度离散的数字信号;编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。
国际标准化的PCM 码组(电话语音)是八位码组代表一个抽样值。
编码后的PCM码组,经数字信道传输,在接收端,用二进制码组重建模拟信号,在解调过程中,一般采用抽样保持电路。
预滤波是为了把原始语音信号的频带限制在300-3400Hz 左右,所以预滤波会引入一定的频带失真。
图8-1 PCM 调制原理框图在整个PCM系统中,重建信号的失真主要来源于量化以及信道传输误码,通常,用信号与量化噪声的功率比,即信噪比S/N来表示,国际电报电话咨询委员会(ITU-T)详细规定了它的指标,还规定比特率为64kb/s,使用A律或 律编码律。
通信原理实验_实验报告

一、实验名称通信原理实验二、实验目的1. 理解通信原理的基本概念和原理;2. 掌握通信系统中的调制、解调、编码和解码等基本技术;3. 培养实际操作能力和分析问题能力。
三、实验内容1. 调制与解调实验(1)实验目的:验证调幅(AM)和调频(FM)调制与解调的基本原理;(2)实验步骤:1. 准备实验设备:调幅调制器、调频调制器、解调器、示波器、信号发生器等;2. 设置调制器参数,生成AM和FM信号;3. 将调制信号输入解调器,观察解调后的信号波形;4. 分析实验结果,比较AM和FM调制信号的特点;(3)实验结果与分析:通过实验,观察到AM和FM调制信号的特点,验证了调制与解调的基本原理。
2. 编码与解码实验(1)实验目的:验证数字通信系统中的编码与解码技术;(2)实验步骤:1. 准备实验设备:编码器、解码器、示波器、信号发生器等;2. 设置编码器参数,生成数字信号;3. 将数字信号输入解码器,观察解码后的信号波形;4. 分析实验结果,比较编码与解码前后的信号特点;(3)实验结果与分析:通过实验,观察到编码与解码前后信号的特点,验证了数字通信系统中的编码与解码技术。
3. 信道模型实验(1)实验目的:验证信道模型对通信系统性能的影响;(2)实验步骤:1. 准备实验设备:信道模型仿真软件、信号发生器、示波器等;2. 设置信道模型参数,生成模拟信号;3. 将模拟信号输入信道模型,观察信道模型对信号的影响;4. 分析实验结果,比较不同信道模型下的信号传输性能;(3)实验结果与分析:通过实验,观察到不同信道模型对信号传输性能的影响,验证了信道模型在通信系统中的重要性。
4. 通信系统性能分析实验(1)实验目的:分析通信系统的性能指标;(2)实验步骤:1. 准备实验设备:通信系统仿真软件、信号发生器、示波器等;2. 设置通信系统参数,生成模拟信号;3. 仿真通信系统,观察系统性能指标;4. 分析实验结果,比较不同参数设置下的系统性能;(3)实验结果与分析:通过实验,观察到不同参数设置对通信系统性能的影响,验证了通信系统性能分析的重要性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
本科实验报告课程名称:通信原理实验项目:脉冲编码调制与解调实验实验地点:通信原理实验室专业班级:学号:学生姓名:指导教师:2012年6 月16 日一、实验目的和要求:1.掌握脉冲编码调制与解调的原理。
2.掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
3.了解脉冲编码调制信号的频谱特性。
二、实验内容:1.观察脉冲编码调制与解调的结果,观察调制信号与基带信号之间的关系。
2.改变基带信号的幅度,观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。
3.改变基带信号的频率,观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。
4.观察脉冲编码调制信号的频谱。
三、主要仪器设备:信号源模块、PAM、AM模块、终端模块、频谱分析模块四、实验原理:模拟信号进行抽样后,其抽样值还是随信号幅度连续变化的,当这些连续变化的抽样值通过有噪声的信道传输时,接收端就不能对所发送的抽样准确地估值。
如果发送端用预先规定的有限个电平来表示抽样值,且电平间隔比干扰噪声大,则接收端将有可能对所发送的抽样准确地估值,从而有可能消除随机噪声的影响。
脉冲编码调制(PCM)简称为脉码调制,它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。
脉码调制的过程如图4-1所示。
PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。
抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号;量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散幅度离散的数字信号;编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。
国际标准化的PCM码组(电话语音)是八位码组代表一个抽样值。
编码后的PCM 码组,经数字信道传输,在接收端,用二进制码组重建模拟信号,在解调过程中,一般采用抽样保持电路。
预滤波是为了把原始语音信号的频带限制在300-3400Hz左右,所以预滤波会引入一定的频带失真。
图4-1 PCM 调制原理框图在整个PCM系统中,重建信号的失真主要来源于量化以及信道传输误码,通常,用信号与量化噪声的功率比,即信噪比S/N来表示,国际电报电话咨询委员会(ITU-T)详细规定了它的指标,还规定比特率为64kb/s ,使用A 律或μ律编码律。
下面将详细介绍PCM 编码的整个过程,由于抽样原理已在前面实验中详细讨论过,故在此只讲述量化及编码的原理。
1.量化从数学上来看,量化就是把一个连续幅度值的无限数集合映射成一个离散幅度值的有限数集合。
如图4-2所示,量化器Q 输出L 个量化值k y ,k=1,2,3,…,L 。
k y 常称为重建电平或量化电平。
当量化器输入信号幅度x 落在k x 与1+k x 之间时,量化器输出电平为k y 。
这个量化过程可以表达为:{}1(),1,2,3,,k k k y Q x Q x x x y k L+==<≤==L这里k x 称为分层电平或判决阈值。
通常k k kx x -=∆+1称为量化间隔。
图4-2 模拟信号的量化模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化,我们先讨论均匀量化。
把输入模拟信号的取值域按等距离分割的量化称为均匀量化。
在均匀量化中,每个量化区间的量化电平均取在各区间的中点,如图4-3所示。
其量化间隔(量化台阶)v ∆取决于输入信号的变化范围和量化电平数。
当输入信号的变化范围和量化电平数确定后,量化间隔也被确定。
例如,输入信号的最小值和最大值分用a 和b 表示,量化电平数为M ,那么,均匀量化的量化间隔为:M ab v -=∆图4-3 均匀量化过程示意图量化器输出qm 为:,q i m q = 当1i i m m m -<≤式中i m 为第i 个量化区间的终点,可写成v i a m i ∆+=i q 为第i 个量化区间的量化电平,可表示为1,122i i i m m q i M-+==L 、、、上述均匀量化的主要缺点是,无论抽样值大小如何,量化噪声的均方根值都固定不变。
因此,当信号()m t 较小时,则信号量化噪声功率比也就很小,这样,对于弱信号时的量化信噪比就难以达到给定的要求。
通常,把满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为动态范围,可见,均匀量化时的信号动态范围将受到较大的限制。
为了克服这个缺点,实际中,往往采用非均匀量化。
非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。
对于信号取值小的区间,其量化间隔v ∆也小;反之,量化间隔就大。
它与均匀量化相比,有两个突出的优点。
首先,当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度(实际中常常是这样)时,非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比;其次,非均匀量化时,量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。
因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同,即改善了小信号时的量化信噪比。
实际中,非均匀量化的实际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,大多采用对数式压缩。
广泛采用的两种对数压缩律是μ压缩律和A 压缩律。
美国采用μ压缩律,我国和欧洲各国均采用A 压缩律,因此,本实验模块采用的PCM 编码方式也是A 压缩律。
所谓A 压缩律也就是压缩器具有如下特性的压缩律:A X A Ax y 10,ln 1≤<+=11,ln 1ln 1<≤++=X A A Ax yA律压扩特性是连续曲线,A值不同压扩特性亦不同,在电路上实现这样的函数规律是相当复杂的。
实际中,往往都采用近似于A律函数规律的13折线(A=87.6)的压扩特性。
这样,它基本上保持了连续压扩特性曲线的优点,又便于用数字电路实现,本实验模块中所用到的PCM编码芯片TP3067正是采用这种压扩特性来进行编码的。
图4-4示出了这种压扩特性。
图4-4 13折线下表列出了13折线时的x值与计算x值的比较。
表中第二行的x 值是根据6.87=A 时计算得到的,第三行的x 值是13折线分段时的值。
可见,13折线各段落的分界点与6.87=A 曲线十分逼近,同时x 按2的幂次分割有利于数字化。
2.编码所谓编码就是把量化后的信号变换成代码,其相反的过程称为译码。
当然,这里的编码和译码与差错控制编码和译码是完全不同的,前者是属于信源编码的范畴。
在现有的编码方法中,若按编码的速度来分,大致可分为两大类:低速编码和高速编码。
通信中一般都采用第二类。
编码器的种类大体上可以归结为三类:逐次比较型、折叠级联型、混合型。
本实验模块中的编码芯片TP3067采用的是逐次比较型。
在逐次比较型编码方式中,无论采用几位码,一般均按极性码、段落码、段内码的顺序。
下面结合13折线的量化来加以说明。
表4-2 段落码表4-3 段内码在13折线法中,无论输入信号是正是负,均按8段折线(8个段落)进行编码。
若用8位折叠二进制码来表示输入信号的抽样量化值时,其中用第一位表示量化值的极性,其余7位(第二位至第八位)则表示抽样量化值的绝对大小。
具体的做法是:用第二至第四位表示段落码,它的8种可能状态来分别代表8个段落的起点电平。
其它4位表示段内码,它的16种可能状态来分别代表每一段落的16个均匀划分的量化级。
这样处理的结果,8个段落被划分成27=128个量化级。
段落码和8个段落之间的关系如表4-2所示;段内码与16个量化级之间的关系见表4-3。
可见,上述编码方法是把压缩、量化和编码合为一体的方法。
本实验采用大规模集成电路TP3067对语音信号进行PCM编、解码。
TP3067在一个芯片内部集成了编码电路和译码电路,是一个单路编译码器。
其编码速率为2.048MHz,每一帧数据为8位,帧同步信号为8KHz。
模拟信号在编码电路中,经过抽样、量化、编码,最后得到PCM编码信号。
在单路编译码器中,经变换后的PCM码是在一个时隙中被发送出去的,在其他的时隙中编译码器是没有输出的,即对一个单路编译码器来说,它在一个PCM帧(32个时隙)里,只在一个特定的时隙中发送编码信号。
同样,译码电路也只是在一个特定的时隙(此时隙应与发送时隙相同,否则接收不到PCM编码信号)里才从外部接收PCM编码信号,然后进行译码,经过带通滤波器、放大器后输出。
具体电路图如图4-4所示。
图4-4 PCM编译码电路原理图下面对PCM编译码专用集成电路TP3067芯片做一些简单的介绍。
下为TP3067的内部结构方框图下图是TP3067的管脚排列图。
TP3067管脚的功能(1)VPO+:接收功率放大器的非倒相输出(2)GNDA:模拟地,所有信号均以该引脚为参考点(3)VPO-:接收功率放大器的倒相输出(4)VPI:接收功率放大器的倒相输入(5)VFRO:接收滤波器的模拟输出(6)Vcc:正电源引脚,Vcc=+5V+5%(7)FSR:接收帧同步脉冲,它启动BCLKR,于是PCM数据移入DR,FSR为8KHz脉冲序列。
(8)DR:接收数据帧输入。
PCM数据随着FSR前沿移入DR。
(9)BCLKR/CLKSESL:在FSR的前沿把输入移入DR时位时钟,其频率可以从64KHz至2.048MHz。
另一方面它也可能是一个逻辑输入,以此为在同步模式中的主时钟选择频率1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz,BCLKR用在发送和接收两个方向。
(10)MCLKR/PDN:接收主时钟,其频率可以为 1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz。
它允许与MCLKx异步,但为了取得最佳性能应当与MCLKx同步,当MCLKR连续连在低电位时,CLKx被选用为所有内部定时,当MCLKR连续工作在高电位时,器件就处于掉电模式。
(11)MCLKx:发送主时钟,其频率可以是1.536MHz、1.544MHz 或2.048MHz,它允许与MCLKR异步,同步工作能实现最佳性能。
(12)BCLKx:把PCM数据从Dx上移出的位时钟,其频率可以从64KHz至2.048MHz,但必须与MCLKx同步。
(13)Dx:由FSx启动的三态PCM数据输出。
(14)FSx:发送帧同步脉冲输入,它启动BCLKx并使Dx上PCM 数据移出到Dx上。
(15)TS x:开漏输出。
在编码器时隙内为低脉冲。
(16)ANLB:模拟环路控制输入,在正常工作时必须置为逻辑“0”,当拉到逻辑“1”时,发送滤波器和发送前置放大器输出的连接线被断开,而改为和接收功率放大器的VPO+输出连接。
(17)GSx:发送输入放大器的模拟输出,用来在外部调节增益。
(18)VFxI-:发送输入放大器的倒相输入。
(19)VFxI+:发送输入放大器的非倒相输入。
(20)VBB:负电源引脚,VBB=-5V+5%。
五、操作方法与实验步骤:1.将信号源模块、模拟信号数字化模块、终端模块、频谱分析模块小心地固定在主机箱中,确保电源接触良好。
2.插上电源线,打开主机箱右侧的交流开关、再分别按下四个模块中的开关POWER1、POWER2,S2.S3,对应的发光二极管LED001、LED002、D200、D201、L1、L2、LED600、LED300、LED301发光,按一下信号源模块的复位键,四个模块均开始工作。