实验五PCM编译码实验
实验五 PCM系统实验
实验五PCM编译码器系统一、实验原理和电路说明PCM编译码模块将来自用户接口模块的模拟信号进行PCM编译码，该模块采用MC145540集成电路完成PCM编译码功能。
该器件具有多种工作模式和功能，工作前通过显示控制模块将其配置成直接PCM模式（直接将PCM码进行打包传输），使其具有以下功能：1、对来自接口模块发支路的模拟信号进行PCM编码输出。
2、将输入的PCM码字进行译码（即通话对方的PCM码字），并将译码之后的模拟信号送入用户接口模块。
在通信原理实验平台中，有二套完全一致的PCM编译码模块，这二个模块与相应的电话用户接口模块相连。
本教程仅以第一路PCM编译码原理进行说明，另一个模块原理与第一路模块相同，不再重述。
PCM编译码器模块电路与ADPCM编译码器模块电路完全一样，由语音编译码集成电路U502（MC145540）、运放U501（TL082）、晶振U503（20.48MHz）及相应的跳线开关、电位器组成。
电路工作原理如下：PCM编译码模块中，由收、发两个支路组成，在发送支路上发送信号经U501A运放后放大后，送入U502的2脚进行PCM编码。
编码输入时钟为BCLK（256KHz），编码数据从U502的20脚输出（DT_ADPCM1），FSX为编码抽样时钟（8KHz）。
编码之后的数据结果送入后续数据复接模块进行处理，或直接送到对方PCM译码单元。
在接收支路中，收数据是来自解数据复接模块的信号（DT_ADPCM_MUX），或是直接来自对方PCM编码单元信号（DT_ADPCM2），在接收帧同步时钟FSX（8KHz）与接收输入时钟BCLK（256KHz）的共同作用下，将接收数据送入U502中进行PCM译码。
译码之后的模拟信号经运放U501B 放大缓冲输出，送到用户接口模块中。
PCM编译码模块中的各跳线功能如下（测试点与ADPCM编译码模块相同）：1、跳线开关K501是用于选择输入信号，当K501置于N（正常）位置时，选择来自用户接口单元的话音信号；当K501置于T（测试）位置时选择测试信号。
Pcm编译码实验报告
Pcm编译码实验报告学院：信息学院姓名：靳家凯专业：电科学号：20141060259一、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、熟悉了解W681512。
二、实验器材1、主控&信号源模块、3号、21号模块2、双踪示波器3、连接线三、实验原理1、实验原理框图图1 21号模块w68 1 5 1 2芯片的PCM编译码实验图2 3号模块的PCM编译码实验图3 ~µ律编码转换实验2、实验框图说明图1中描述的是信号源经过芯片W6815 12经行PcM编码和译码处理。
w681512的芯片工作主时钟为2o48KHz, 根据芯片功能可选择不同编码时钟进行编译码。
在本实验的项目一中以编码时钟取64K为基础进行芯片的幅频特性测试实验。
图2中描述的是采用软件方式实现PcM编译码, 并展示中间变换的过程。
PcM 编码过程是将音乐信号或正弦波信号, 经过抗混叠滤波(其作用是滤波3.4kHz以外的频率, 防止A/D转换时出现混叠的现象) 。
抗混滤波后的信号经A/D转换,然后做PcM编码,之后由于G.711协议规定A律的奇数位取反, µ律的所有位都取反。
因此, PcM编码后的数据需要经G.711协议的变换输出。
PcM译码过程是PcM编码逆向的过程,不再赘述。
A/µ律编码转换实验中,如实验框图3所示,当菜单选择为A律转µ律实验时,使用3 号模块做A律编码, A律编码经A转µ律转换之后, 再送至21号模块进行µ律译码。
同理, 当菜单选择为µ律转A律实验时,则使用3号模块做µ律编码,经l,转A律变換后,再送入21号模块进行A律译码。
四、实验步骤实验项目一测试w68l512的幅频特性概述:该项目是通过改变输入信号频率,观测信号经w681512编译码后的输出幅频特性, 了解芯片w681512的相关性能。
pcm编译码实验报告
pcm编译码实验报告PCM 编译码实验报告一、实验目的1、掌握脉冲编码调制（PCM）的基本原理。
2、熟悉 PCM 编译码系统的构成及工作过程。
3、观察和分析 PCM 编译码过程中的信号波形，理解量化和编码的概念。
二、实验原理PCM 是一种将模拟信号变换成数字信号的编码方式。
其基本原理是对模拟信号进行周期性采样，然后将每个采样值进行量化，并将量化后的数值用二进制编码表示。
采样过程遵循奈奎斯特采样定理，即采样频率应大于模拟信号最高频率的两倍，以保证能够从采样后的信号中无失真地恢复出原始模拟信号。
量化是将采样值在幅度上进行离散化，分为若干个量化级。
量化级的数量决定了量化误差的大小。
编码则是将量化后的数值用二进制代码表示。
常见的编码方式有自然二进制编码、折叠二进制编码等。
在 PCM 编译码系统中，发送端完成采样、量化和编码的过程，将模拟信号转换为数字信号进行传输；接收端则进行相反的过程，即解码、反量化和重建模拟信号。
三、实验仪器与设备1、通信原理实验箱2、示波器3、信号源四、实验内容与步骤1、连接实验设备将通信原理实验箱接通电源。
用信号线将信号源与实验箱的输入端口连接，将实验箱的输出端口与示波器连接。
2、产生模拟信号设置信号源，产生频率为 1kHz、幅度为 2V 的正弦波模拟信号。
3、观察采样过程调节实验箱上的采样频率旋钮，分别设置为不同的值，观察示波器上的采样点。
4、量化与编码观察实验箱上的量化和编码模块，了解量化级的设置和编码方式。
5、传输与接收发送端将编码后的数字信号传输给接收端。
观察接收端解码、反量化后的模拟信号。
6、改变输入信号参数改变模拟信号的频率和幅度，重复上述实验步骤，观察 PCM 编译码的效果。
五、实验结果与分析1、采样频率对信号的影响当采样频率低于奈奎斯特频率时，示波器上的信号出现失真，无法准确还原原始模拟信号。
当采样频率高于奈奎斯特频率时，信号能够较好地还原，随着采样频率的增加，还原效果更加理想。
PCM编译码器系统实验
PCM编译码器系统实验PCM编译码器系统实验(2010-01-11 15:30:44)标签：pcm编码 tp 编译码器时钟信号实验⽬的1、了解语⾳编码的⼯作原理，验证PCM编译码原理2、熟悉PCM抽样时钟、编码输⼊/输出时钟和PCM编码数据间的关系3、了解PCM专⽤⼤规模集成电路的⼯作原理和应⽤实验仪器1、光纤通信多功能综合实验系统⼀台2、20MHz双踪⽰波器⼀台实验原理PCM编译码模块（主要电路在实验箱⾥⾯的电路板上，属于第三种配置）将来⾃⽤户接⼝模块的模拟信号进⾏PCM编译码，该模块采⽤MC145540集成电路完成PCM编译码功能。
该器件具有多种⼯作模式和功能，因此⼯作前将其配置成直接PCM模式（直接将PCM码进⾏打包传输），使其具有以下功能：1、对来⾃接⼝模块发⽀路的模拟信号进⾏PCM编码输出。
2、将输⼊的PCM码字进⾏译码（即通话对⽅的PCM码字），并将译码之后的模拟信号送⼊⽤户接⼝模块。
PCM编译码模块的电路框图见图5.3.1所⽰。
PCM编译码器模块电路主要由语⾳编译码集成电路U302（MC145540）、运放U301（TL082）、晶振U303（20.48MHz）及相应的跳线开关、电位器组成。
PCM编译码模块的电路原理图见图5.3.2所⽰。
电路⼯作原理如下：PCM编译码模块中，由收、发两个⽀路组成。
在发送⽀路上发送信号经U301A运放后放⼤后，送⼊U302的2脚进⾏PCM编码。
编码输⼊时钟为BCLK（256KHz），编码数据从U302的20脚输出（ADPCM_DT），FSX为编码抽样时钟（8KHz）。
编码之后的数据结果送⼊后续数据复接模块进⾏处理，或直接送到对⽅PCM译码单元。
在接收⽀路中，收数据是来⾃解数据复接模块的信号（ADPCM_DR），或是直接来本地⾃环测试⽤PCM编码数据（ADPCM_DT），在接收帧同步时钟FSX（8KHz）与接收输⼊时钟BCLK（256KHz）的共同作⽤下，将接收数据送⼊U302中进⾏PCM译码。
PCM编码、解码实验
PCM编码、解码实验一、实验目的1．熟悉MATLAB环境下的Simulink仿真平台，熟悉PCM编码与解码原理，构建PCM编码与解码电路图.2. 对模拟信号进行采样、量化、编码(PCM), 将编码后的信号输入信道再进行PCM解码，还原出原信号.建立仿真模型,分析仿真波形.二、实验原理所谓脉冲编码调制，就是将模拟信号抽样量化，然后将已量化值变换成代码。
下面将用一个PCM系统的原理框图简要介绍。
图1 PCM原理方框图在编码器中由冲激脉冲对模拟信号抽样，得到在抽样时刻上的信号抽样值。
这个抽样值仍是模拟量。
在它量化之前，通常由保持电路（holding circuit）将其作短暂保存，以便电路有时间对其量化。
在实际电路中，常把抽样和保持电路作在一起，称为抽样保持电路。
图中的量化器把模拟抽样信号变成离散的数字量，然后在编码器中进行二进制编码。
这样，每个二进制码组就代表一个量化后的信号抽样值。
图中的译码器的原理和编码过程相反。
其中，量化与编码的组合称为模/数变换器(A/D 变换器)； 译码与低通滤波的组合称为数/模变换器(D/A 变换器)。
抽样是对模拟信号进行周期性的扫描， 把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。
我们要求经过抽样的信号应包含原信号的所有信息， 即能无失真地恢复出原模拟信号， 抽样速率的下限由抽样定理确定。
量化是把经抽样得到的瞬时值进行幅度离散，即指定Q 规定的电平，把抽样值用最接近的电平表示。
编码是用二进制码组表示有固定电平的量化值。
实际上量化是在编码过程中同时完成的。
图1是PCM 单路抽样、量化、 编码波形图。
μ律与A 律压缩特性μ律：（美、日）A 律： （我国、欧洲） 式中，x 为归一化输入，y 为归一化输出，A 、μ为压缩系数。
)11()1(1)1(1≤≤-++±=x n x n y μμ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤<++±≤≤+=1||1n 11||n 111||0n 11x A A x A A x AAx y数字压扩技术：一种通过大量的数字电路形成若干段折线，并用这些折线来近似A律或μ律压扩特性，从而达到压扩目的方法。
4.pcm编译码 - 通信原理实验报告
4.pcm编译码 - 通信原理实验报告
PCM是指Pulse Code Modulation（脉冲编码调制）的缩写，是一种数字通信技术，
它常用于将模拟信号转换为数字信号，并将其传输到接收站。
它通过将实时信号转换为一
系列数字并进行抽样数据，以到达目标呈现出模拟信号序列从而实现数据通信的传输。
一般来说，编码技术会将模拟信号处理成“文本”，PCM 将处理成已经精确编号的digit，最后的处理都是电信号。
PCM编码的完整过程可以分为三步：第一步是模拟信号的采样，把时域中的信号采集成数次采样，第二步是编码，将采样的信号的值编码成digits，第三步是字节组装，把编码的digits 放进字节中，再发出。
下面就重点介绍PCM编码的
模拟信号采样过程和字符组装过程。
首先介绍模拟信号采样。
PCM编码首先会把信号采样，即把时间域中的模拟信号，采
集成离散点并组织成序列，如此会确定数字采样值。
采样频率越高、采样数据越多，就可
以更好地反映出模拟信号的变化，即保留越多的信号特性，由此可以看出，采样是PCM编
码的重要环节。
接下来介绍字节组装。
PCM编码会将采样的数据进行编码，将数据放入字节中，最后
进行发送。
数据编码是将A/D转换的精确采样数据转换为一个数字码，以便可以传输或存
储数据。
通常压缩率会越高，所需的传输带宽也会越小，这就可以大幅度节省传输成本。
以上就是PCM编码的基本流程。
PCM编码是一种把模拟信号转换为数字信号的重要技术，被广泛应用于通信系统、数字音频传输系统中。
优点是能够实现远程传输、信号增强，同时有较高的稳定性。
实验五 PCM编译码实验
实验五 PCM编译码实验一、实验目的1、了解帧的结构、帧组成过程2、学习并掌握声音的双光纤传输技术以及单光纤传输技术。
3、进一步掌握WDM的使用方法。
二、实验内容与要求1、学习时分复用通信系统中一次群系统帧的组成结构2、测量一次群系统帧传输格式3、用波分复用器实现声音信号单光纤同时传输。
三、实验仪器1、J H5002A+型光纤通信实验系统一台2、20MHz双踪示波器3、音频信号源（电话）4、F C-FC波分复用器（1310nm/1550nm）两个一台四、基本原理在数字传输系统中，几乎所有业务均以一定的格式出现（例PCM以8比特一组出现）。
因而在信道上对各种业务传输之前要对业务的数据进行包装。
信道上对业务数据包装的过程称之为帧组装。
不同的系统、信道设备帧组装的格式、过程不一样。
TDM制的数字通信系统，在国际上已逐步建立起标准并广泛使用。
TDM的主要特点是在同一个信道上利用不同的时隙来传递各路（语音、数据或图象）不同信号。
各路信号之间的传输是相互独立的，互不干扰。
32路TDM（一次群）系统帧组成结构示意见图2-1。
32路时隙，256bitT 0 T1T2T3……T15T16T17……T30T311～15话路时隙17～31话路时隙帧定位时隙信令时隙X X X 1 1 X 1 1 X X X X X X X X图2-1 32路TDM帧组成结构示意图在一个帧中共划分为32段时隙（T0～T31），其中30个时隙用于30路话音业务。
T0为帧定位时隙（亦称报头），用于接收设备做帧同步用。
在帧信号码流中除有帧定位信号外，随机变化的数字码流中也将会以一定概率出现与帧定位码型一致的假定位信号，它将影响接收端帧定位的捕捉过程。
在搜索帧定位码时是连续的对接收码流搜索，因此帧定位码要具有良好的自相关特性。
时隙T1～T15用于话音业务，分别对应第1路到第15路话音PCM码字。
时隙T16用于信令信号传输，完成信令的接续。
时隙T17～T31用于话音业务，分别对应第16路到第30路话音PCM码字。
实验5 PCM编译码仿真实验
实验5 PCM编译码仿真实验5.1 实验目的1. 掌握PCM系统的工作原理。
2. 掌握由模拟信号转变为PCM信号的过程。
3. 掌握由PCM信号恢复模拟信号的过程。
5.2 实验原理将模拟信号变换成二进制信号的方法称为脉冲编码调制（PCM）。
在发送端，对输入的模拟信号进行抽样、量化和编码，编码后的PCM信号是一个二进制数字序列，其传输方式可以采用数字基带传输，也可以是对载波调制后的带通传输。
在接收端，PCM信号经译码后还原为量化值序列（含有误差），再经低通滤波器滤除高频分量，便可得到重建的模拟信号。
1、由模拟信号转变为PCM信号的过程过程及原理框图详见教材10.5节相关内容。
2、由PCM信号恢复模拟信号的过程过程及原理框图详见教材10.5节相关内容。
5.3 实验内容1、基本要求（1）搭建PCM编码和译码系统仿真模型（2）对信号源输出的模拟信号进行归一化处理（3）分别对单频和多频模拟信号进行PCM编码过程，观察信源归一化输出波形、抽样信号波形、压缩器输入波形、压缩器输出波形和量化输出波形，并记录相关实验数据，体会信号在数字化每一步过程中所产生的变化。
（注意：记录的波形要有整体和细节展示两部分）（4）分别对（3）中进行PCM编码过程得到的二进制数字信号进行PCM译码过程，观察译码输出和恢复出的模拟信号波形，并与信号源输出信号进行比较，记录相关实验数据。
2、提高部分（1）在基本要求部分的基础上，采用步进仿真的方法观察信号源任意输出信号的PCM 编码和译码过程，重点观察抽样脉冲值、PCM编码结果、相对应的编码波形、PCM译码结果，体会与理解PCM编码和译码的分解过程，并记录相关波形和实验数据。
（2）将基本要求部分的信源改为常数模块，在-2048至+2048范围内设定几组常数数值（要有正有负），分别对其归一化后，重复上述操作，观察并记录归一化后数值、PCM编码结果、PCM译码结果，并与根据理论课知识所编的PCM码进行对比，看两者是否完全一致，若不一致，分析原因。
- 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)。
4、四个抽样点量化后的编码
探头接8K时钟信号（T7），另一个接编码器输出端（T12或T13），调整示波器的（Time/Div）
按钮。
码子：00100101
码子：00100111
码子：10100101
码子：10100111
②通过对比可发现是后面四位（段内码）的码子首先开始变化，然后是继续调节
VR3可发现第二到第四位（段落码）的码子也发生变化，但第一位的码子（极性
码）不发生变化。
段内码发生变化
7、语音通话测试
首先用导线将T12(编码器A码出)和T11(译码B码入)连接，再用 导线将T13(编码器B码出)和T10(译码器A码入)连接。将一个耳麦的 话筒、听筒分别插入到J1(编码A话筒)和J4(译码A耳机)；再将另一 个耳麦的话筒、听筒分别插入到J2(编码B话筒)和J3(译码B耳机)。
⑤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，用信噪比S/N来表示。
5、均匀量化和非均匀量化
①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。 ②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。
一块
一块 一台 一块
三、实验原理
1、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。
6、编码
①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。
②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。
LOGO
通信原理实验之五
脉冲编码编译码实验
一、实验目的
1.通过脉冲编码调制与解调系统实验，加深理解脉
冲编码调制与解调技术的特点。
2、了解PCM 系统的工作过程。
3、了解PCM系统全双工通话工作过程。
二、实验仪器
1、信号源模块
2、终端模块 3、双踪示波器 4、PCM编译码及全双工数字基带通信系统实验模块
码器A码出)和P16(译码器A码入)连接，观察记录编码器之前的模拟信号P19(2K 正弦信号)与译码器输出的模拟信号T8(译码音频监视)变化情况。
上为：2KHz正弦波信号
下为：译码输出后的信号
放大后为锯齿波形
3、观察四个抽样点 一个探头接8K时钟信号（T7），另一个接2K的正弦 信号（T26）。一个正弦波的周期有四个抽样脉冲。
5、时隙脉冲宽度测量
先调示波器的OFF按钮和再调TCK/C2和FUNCTION按钮。
码元脉冲
6、观察单路编码信号
①将2K正弦同步信号接入P17或P18 ，然后将信号调整到输出幅度为固
定电平，观察T12或T13测试点的码子，然后改变电位器VR3，改变输入
信号幅度，观察T12或T13点码子变化情况。
2、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
程下图所示。
3、PCM调制过程图
4、PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程
①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； ②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； ③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）是用八位码组代表一个抽样值。 ④ 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300Hz～3400Hz左右， 所以预滤波会引入一定的频带失真。
六、实验记录数据要求
1、测量编码输出点T12或T13的波形，与时钟T7对比 CH1-T7(时钟) CH2-T12 2、时隙脉冲宽度测量 3、将2K正弦同步信号接人P17或P18，然后将信号调整到输出幅度为固 定电平，观察T12或T13测试点的码子，然后改变电位器VR3，改变输 入信号幅度，观察T12或T13点码子变化情况。 CH1-T7 CH2-T12
四、实验内容和步骤
1、不接正弦信号输入时，测量编码输出点T12或T13的波形，最好 与时钟T7对比。码子为11010101或者是01010101。因为TP3067 采用的是A律并带有偶位取反的编码方法。
码子；11010101
2、将2K正弦同步信号接入P17或P18,观察译码器输出的模拟信号，先将P1(编