PCM编译码的实验报告
pcm编译码实验报告

pcm编译码实验报告PCM编码实验报告引言在数字通信领域中,编码和解码是非常重要的环节。
编码是将原始信号转换为数字信号的过程,而解码则是将数字信号还原为原始信号的过程。
PCM编码(Pulse Code Modulation)是一种常用的数字信号编码方法,广泛应用于音频和视频传输等领域。
本实验旨在通过实际操作,深入理解PCM编码的原理和实现过程。
实验目的1. 了解PCM编码的基本原理和概念;2. 掌握PCM编码的实验操作方法;3. 分析PCM编码的优缺点及应用领域。
实验设备和材料1. 信号发生器;2. 示波器;3. PCM编码器;4. 解码器;5. 音频播放器。
实验步骤1. 连接信号发生器和示波器,调节信号发生器输出为正弦波信号;2. 将信号发生器的输出连接到PCM编码器的输入端;3. 设置PCM编码器的采样率和量化位数;4. 将PCM编码器的输出连接到解码器的输入端;5. 连接解码器的输出到音频播放器;6. 调节示波器观察PCM编码器输出信号的波形;7. 播放音频,观察解码器输出的音频效果。
实验原理PCM编码是一种将连续模拟信号转换为离散数字信号的方法。
其基本原理是将模拟信号进行采样和量化。
采样是指在一定时间间隔内对模拟信号进行取样,将连续信号转换为离散信号。
量化是指将采样得到的离散信号映射到离散的量化级别上,以便数字化表示。
在本实验中,信号发生器产生的正弦波信号作为输入信号,经过PCM编码器进行采样和量化处理后,输出为数字信号。
解码器接收到数字信号后,通过解码过程将其还原为模拟信号,最终通过音频播放器播放出来。
PCM编码的优点是可以准确地还原原始信号,保持良好的信号质量。
同时,由于PCM编码是一种线性编码方式,具有较好的抗噪声能力。
然而,PCM编码的缺点是需要较大的存储空间和传输带宽,不适用于对存储和传输资源要求较高的场景。
实验结果与分析通过实验观察,可以发现PCM编码器输出的信号波形与输入信号相似,但存在一定的误差。
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。
实验三PCM编译码器通信实验

PCM编译码器一.实验原理抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。
抽样过程是模拟信号数字化的第一步,抽样性能的优劣关系到通信设备整个系统的性能指标。
利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为抽样,抽样后的信号称为脉冲调幅(PAM)信号。
抽样定理指出,一个频带受限信号m(t),如果它的最高频率为fh,则可以唯一地由频率等于或大于2fh的样值序列所决定。
在满足抽样定理的条件下,抽样信号保留了原信号的全部信息。
并且,从抽样信号中可以无失真地恢复出原始信号。
通常将语音信号通过一个3400 Hz低通滤波器(或通过一个300~3400Hz 的带通滤波器),限制语音信号的最高频率为3400Hz,这样可以用频率大于或等于6800 Hz的样值序列来表示。
实际上,设计实现的滤波器特性不可能是理想的,对限制最高频率为3400Hz 的语音信号,通常采用8KHz抽样频率。
这样可以留出一定的防卫带(1200Hz)。
当抽样频率fs 低于2倍语音信号的最高频率fh,就会出现频谱混迭现象,产生混迭噪声,影响恢复出的话音质量。
在抽样定理实验中,采用标准的8KHz抽样频率,并用函数信号发生器产生一个频率为fh 的信号来代替实际语音信号。
通过改变函数信号发生器的频率fh,观察抽样序列和低通滤波器的输出信号,检验抽样定理的正确性。
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。
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。
pcm编译码器实验报告

pcm编译码器实验报告PCM编码器实验报告摘要:本实验旨在通过使用PCM编码器来对模拟信号进行数字化编码,以便在数字通信系统中进行传输和处理。
实验结果表明,PCM编码器能够有效地将模拟信号转换为数字信号,并且在一定程度上保持了信号的原始信息。
本实验为数字通信系统的设计和优化提供了重要的参考和实践基础。
引言:随着数字通信技术的不断发展,PCM编码器作为一种重要的数字信号处理技术,被广泛应用于语音通信、数据传输、音频存储等领域。
PCM编码器能够将模拟信号转换为数字信号,从而实现信号的数字化处理和传输。
本实验旨在通过对PCM编码器的实验研究,探讨其在数字通信系统中的应用和性能表现。
实验目的:1. 了解PCM编码器的基本原理和工作过程;2. 掌握PCM编码器的实验操作方法;3. 分析PCM编码器在数字通信系统中的应用和性能特点。
实验原理:PCM编码器是一种基于脉冲编码调制(PCM)原理的数字信号处理设备,其工作原理是将模拟信号进行采样、量化和编码,最终输出数字信号。
在PCM编码器中,采样率和量化位数是影响编码质量的重要参数,采样率越高、量化位数越大,编码精度越高。
实验过程:1. 连接实验设备,调试参数;2. 输入模拟信号,观察编码输出;3. 调整采样率和量化位数,比较编码效果;4. 记录实验数据,分析结果。
实验结果:通过实验观察和数据分析,我们发现在一定范围内,增加采样率和量化位数可以提高PCM编码器的编码精度,但是也会增加系统的复杂度和成本。
另外,我们还发现在一定程度上,PCM编码器能够有效地保持原始信号的信息,但是在高频信号和动态范围较大的信号上,编码效果会有所下降。
结论:本实验通过对PCM编码器的实验研究,深入理解了其工作原理和性能特点,为数字通信系统的设计和优化提供了重要的参考。
未来的研究方向包括进一步优化编码器的算法和结构,提高编码精度和系统性能。
同时,还可以探索PCM编码器在不同应用场景下的性能表现,为其在实际工程中的应用提供更多的参考和指导。
PCM编码实验报告

实验四脉冲编码调制(pcm)实验一、实验目的通过本实验,学生应达到以下要求: 1,了解语音信号pcm编译码的工作原理及实现过程. 2,验证pcm编译码原理. 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,学习并掌握相应的测试方法.二、实验内容本实验可完成以下实验内容:? 观察测量pcm调制解调的各种时隙信号 ? 观察编译码波形? 测试动态范围、信噪比和系统频率特性 ? 对系统性能指标进行测试和分析? 系统输出信噪比特性测量? 编码动态范围和系统动态范围测量 ? 系统幅频特性测量 ? 空载噪声测量三、基本原理脉冲编码(pcm)技术已经在数字通信系统中得到了广泛的应用.十多年来,由于超大规模集成技术的发展,pcm通信设备在缩小体积,减轻重量,降低功耗,简化调试以及方便维护等方面都有了显著的改进.目前,数字电话终端机的关键部件,如编译码器(codec)和话路滤波器等都实现了集成化.本实验是以这些产品编排的 pcm 编译码系统实验,以期让实验者了解通信专用大规模集成电路在通信系统中应用的新技术. pcm 数字电话终端机的构成原理如图 4.1 所示.实验只包括虚线框内的部分,故名 pcm编译码实验.发滤波器voice编码器合路发混合装置收滤波器译码器分路收图4.1 pcm数字电话终端机的结构示意图1、实验原理和电路说明pcm编译码系统由定时部分和pcm编译码器构成,电路原理图附于本章后. ? pcm编译码原理为适应语音信号的动态范围,实用的pcm编译码必须是非线性的.目前,国际上采用的均是折线近似的对数压扩特性.itu-t 的建议规定以 13 段折线近似的 a 律(a=87.56)和 15段折线近似的μ律(μ=255)作为国际标准.a 律和μ律的量化特性初始段如图 4.2 和图 4.3所示.a律和μ律的编译码表分别列于表1和表2.(附本章后) 这种折线近似压扩特性的特点是:各段落间量阶关系都是 2 的幂次,在段落内为均匀分层量化,即等间隔16个分层,这些对于用数字电路实现非线性编码与译码是极为方便的. ? pcm编译码器简介鉴于我国国内采用的是a律量化特性,因此本实验采用tp3067专用大规模集成电路,它是cmos工艺制造的单片pcma律编译器,并且片内带输入输出话路滤波器. tp3067的管脚如图4.4所示,内部组成框图如图4.5所示. tp3067的管脚定义简述如下:(1)vpo+ 收端功率放大器的同相输出端.(2)gnda 模拟地.所有信号都以此管脚为参考. (3)vpo- 收端功放的反相输出端.(4)vpi 收端功放的反相输入端.(5)vfro 接收部分滤波器模拟输出端. (6)vcc +5v电压输入.(7)fsr接收部分帧同步时隙信号,是一个8khz脉冲序列. (8)dr接收部分pcm码流解码输入端.(9)bclkr/clksel位时钟(bitclock),它使pcm码流随着fsr上升沿逐位移入dr端,位时钟可以为从 64khz 到 2048mhz 的任意频率.或者作为一个逻辑输入选择 1536mhz,1544mhz或2048mhz,用作同步模式的主时钟.(10)mclkr/pdn接收部分主时钟,它的频率必须为1536mhz,1544mhz或2048mhz.可以和mcklx异步,但是同步工作时可达到最佳状态.当 mclkx 接低电平,mclkr被选择为内部时钟,当 mclkx接高电平,该芯片进入低功耗状态.(11)mclkx发送部分主时钟,必须为1536mhz,1544mhz或2048mhz.可以和mclkr异步,但是同步工作时可达到最佳状态.(12)bclkx发送部分时钟,使pcm码流逐位移入dr端.可以为从64khz到2048mhz的任意频率,但必须和mclkx同步.(13)dx发送部分pcm码流编码输出端.(14)fsx发送部分帧同步时隙信号,为一个8khz的脉冲序列. (15)tsx漏极开路输出端,它在编码时隙输出低电平.(16)anlb 模拟反馈输入端.在正常工作状态下必须置成逻辑0.当置成逻辑1时,发送部分滤波器的输入端并不与发送部分的前置滤波器相连,而是和接收部分功放的vpo+相连.(17)gsx发送部分输入放大器的模拟基础,用于在外部同轴增益. (18)vfxi发送部分输入放大器的反相输入端。
通信原理实验报告PCMADPCM编译码实验

PCM/ADPCM编译码实验一、实验原理和电路说明PCM/ADPCM编译码模块将来自用户接口模块的模拟信号进行PCM/ADPCM编译码,该模块采用MC145540集成电路完成PCM/ADPCM编译码功能。
该器件工作前通过显示控制模块将其配置成直接PCM或ADPCM模式,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。
电路工作原理如下:PCM/ADPCM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/ADPCM编码。
编码输出时钟为BCLK(256KHz),编码数据从语音编译码集成电路U502(MC145540)的20脚输出(DT_ADPCM1),FSX为编码抽样时钟(8KHz),晶振U503(20.48MHz)。
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/ADPCM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/ADPCM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/ADPCM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。
二、实验内容及现象记录与分析1.准备工作:加电后,将KB03置于左端PCM编码位置,此时MC145540工作在PCM编码状态。
将K501设置在右边。
2.PCM/ADPCM编码信号输出时钟和抽样时钟信号观测①输出时钟和抽样时钟即帧同步时隙信号观测:测量、分析和掌握PCM编码抽样时钟信号与输出时钟的频率、占空比以及它们之间的对应关系等。
记录与分析:输出时钟。
由图中右侧测量数据可见,抽样信号频率为8kHz,输出时钟信号频率为256kHz(见下图CH2频率,上图测得为260.4kHz存在误差,因为时间轴选取得太密)。
pcm编译码器实验报告

pcm编译码器实验报告PCM编码器实验报告引言在现代通信领域中,数字信号处理技术扮演着至关重要的角色。
PCM编码器作为一种数字信号处理技术的应用,被广泛应用于音频和语音通信系统中。
本文将介绍PCM编码器的原理、实验过程和结果,并对其性能进行评估和分析。
一、PCM编码器的原理PCM编码器(Pulse Code Modulation Encoder)是一种将模拟信号转换为数字信号的技术。
其基本原理是将连续的模拟信号离散化,然后将每个采样值用二进制数表示。
PCM编码器由采样、量化和编码三个步骤组成。
1. 采样采样是将连续的模拟信号在时间上进行离散化的过程。
在实验中,我们使用了一个采样频率为Fs的采样器对模拟信号进行采样。
采样频率决定了信号在时间轴上的离散程度,过低的采样频率会导致信号失真,而过高的采样频率则会浪费计算资源。
2. 量化量化是将连续的采样值映射为离散的量化级别的过程。
在实验中,我们使用了一个分辨率为N的量化器对采样值进行量化。
分辨率决定了量化级别的数量,过低的分辨率会导致信息丢失,而过高的分辨率则会增加编码的复杂性。
3. 编码编码是将量化后的离散值用二进制数表示的过程。
在实验中,我们使用了一种线性编码的方法,将每个量化级别映射为一个二进制码字。
编码后的二进制数可以通过数字信号传输或存储。
二、实验过程为了验证PCM编码器的性能,我们设计了一套实验方案,包括信号生成、PCM 编码器实现和性能评估三个步骤。
1. 信号生成我们选择了一个简单的音频信号作为实验输入信号。
通过声卡输入设备,我们将音频信号输入到计算机中。
在计算机上,我们使用MATLAB软件对音频信号进行处理,包括采样频率和量化分辨率的设置。
2. PCM编码器实现为了实现PCM编码器,我们使用MATLAB编程语言编写了一段代码。
该代码根据采样和量化的参数,对输入信号进行采样、量化和编码,最终输出PCM编码的二进制数据。
3. 性能评估为了评估PCM编码器的性能,我们使用了两个指标:信噪比(SNR)和失真度。
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PCM编译码的实验报告篇一:实验十一:PCM编译码实验报告实验报告哈尔滨工程大学教务处制实验十一PCM编译码实验一、实验目的1. 掌握PCM编译码原理。
2. 掌握PCM基带信号的形成过程及分接过程。
3. 掌握语音信号PCM编译码系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
二、实验仪器1. 双踪示波器一台2. 通信原理Ⅵ型实验箱一台3. M3:PCM与ADPCM编译码模块和M6数字信号源模块4. 麦克风和扬声器一套三、实验步骤1.实验连线关闭系统电源,进行如下连接:非集群方式2. 熟悉PCM编译码模块,开关K1接通SL1,打开电源开关。
3.用示波器观察STA、STB,将其幅度调至2V。
4. 用示波器观察PCM编码输出信号。
当采用非集群方式时:测量A通道时:将示波器CH1接SLA(示滤波器扫描周期不超过SLA的周期,以便观察到一个完整的帧信号),CH2接PCM A OUT,观察编码后的数据与时隙同步信号的关系。
测量B通道时:将示波器CH1接SLB,(示滤波器扫描周期不超过SLB的周期,以便观察到一个完整的帧信号),CH2接PCM B OUT,观察编码后的数据与时隙同步信号的关系。
当采用集群方式时:将示波器CH1接SL0,(示滤波器扫描周期不超过SL0的周期,以便观察到一个完整的帧信号),CH2分别接SLA、PCM A OUT、SLB、PCM B OUT以及PCM_OUT,观察编码后的数据所处时隙位置与时隙同步信号的关系以及PCM信号的帧结构(注意:本实验的帧结构中有29个时隙是空时隙,SL0、SLA及SLB的脉冲宽度等于一个时隙宽度)。
开关S2分别接通SL1、SL2、SL3、SL4,观察PCM基群帧结构的变化情况。
5. 用示波器观察PCM译码输出信号示波器的CH1接STA,CH2接SRA,观察这两个信号波形是否相同(有相位差)。
示波器的CH1接STB,CH2接SRB,观察这两个信号波形是否相同(有相位差)。
6. 用示波器定性观察PCM编译码器的动态范围。
将低失真低频信号发生器输出的1KHZ正弦信号从STA-IN输入到MC145503编码器。
示波器的CH1接STA(编码输入),CH2接SRA(译码输出)。
将信号幅度分别调至大于5VP-P、等于5VP-P,观察过载和满载时的译码输出波形。
再将信号幅度分别衰减10dB、20dB、30dB、40dB、45dB,观察译码输出波形。
篇二:pcm编译码实验报告项目二实验十一PCM编译码实验一、实验目的1. 掌握PCM编码原理。
2. 掌握PCM基带信号的形成过程及分接过程。
3. 掌握语音信号PCM编译码系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
二、实验仪器1. 双踪示波器一台2. 通信原理VI型实验箱一台3. M3:PCM与ADPCM编译码模块和M6数字信号源模块4. 麦克风和扬声器一套三、实验原理及基本内容1.点到点PCM多路电话通信原理脉冲编码调制(PCM)技术与增量调制(△M)技术已经在数字通信系统中得到广泛应用。
当信道噪声较小时一般用PCM,否则一般用△M。
目前速率在155MB以下的准同步数字系列(PDH)中,国际上存在A律和u律两种编译码标准系列,在155MB以上的同步数字系列(SDH)中,将这两个系列统一起来,在同一个等级上两个系列的码速率相同,而△M在国际上无统一标准,但它在通信环境比较恶劣时显示了巨大的优越性。
点到点PCM多路电路通信原理可用11—1表示。
对于基带通信系统,广义信道包括传输媒质、收滤波器、发滤波器等。
对于频带系统,广义信道包括传输媒质、调制器、解调器、发滤波器、收滤波器等。
本实验模块可以传输两路话音信号。
采用MC145503编译器,它包括了图11—1中的收、发低通滤波器及PCM编译码器。
编码器输入信号可以是本实验系统内部产生的正弦信号,也可以是外部信号源的正弦信号或电话信号。
本实验模块中不含电话机和混合电路,广义信道时理想的,即将复接器输出的PCM信号直接送给分接器。
2.PCM编译模块原理本模块的原理方框图及电路图如图11-2及图11-3所示。
BSPCM基群时钟信号(位同步)测试点SL0 PCM基群第0个时隙同步信号SLA 信号A的抽样信号及时隙同步信号测试点SLB 信号B的抽样信号及时隙同步信号测试点SRB 信号B译码输出信号测试点STA输入到编码器A的信号测试点STB输入到编码器B的信号测试点PCM_OUTPCM基群信号输出点PCM_IN PCM基群信号输入点PCM A OUT 信号A编码结果输出点PCM B OUT 信号B编码结果输出点PCM A IN 信号A编码结果输入点PCM B IN 信号B编码结果输入点本模块上有S2这个拔码开关,用来选择SLB信号为时隙同步信号SL1、SL3、SL5、SL6中的任一个。
图11-2各单元与图11-3中的元器件之间的对应关系如下:晶振X1:4.096MHZ晶振分频器1/2U1:74LS193; U6:74HC4060抽样信号产生器U5:74HC73; U2:74HC164PCM编译器A U10:PCM编译码集成电路MC145503PCM编译器B U11:PCM编译码集成电路MCL45503帧同步信号产生器U3:8位数据产生器74HC151; U4:A:与门7408复接器U9:或门74LS32晶振、分频器1、分频器2及抽样信号(时隙同步信号)产生器构成一个定时器,为两个PCM编译码提供2.048MHZ的时钟信号和8KHZ的时隙同步信号。
在实际通信系统中,译码器的时钟信号(即位同步信号)及时隙信号(即帧同步信号)应从接收到的数据流中提取,方法如实验五及实验六所述。
此处将同步器产生的时钟信号及时隙同步信号直接送给译码器。
由于时钟频率为2.048MHZ,抽样频率为8KHZ,故PCM-A及PCM-B 的码速率都是2.048MB,一帧中有32个时隙,其中一个时隙为PCM 编码数据,另外31个时隙都是空时隙。
PCM信号码速率也是2.048MB,一帧中的32个时隙有29个是空时隙,第0个时隙为帧同步码(X1110010)时隙,第2个时隙为信号A的时隙,第1(或第3、第5、或第6—由拔码开关S2控制)时隙为信号B的时隙。
本实验产生的PCM信号类似于PCM基群信号,但第16个时隙没有信令信号,第0时隙中的信号与PCM基群的第0时隙的信号也不完全相同。
由于两个PCM编译码器用同一个时钟信号,因而可以对他们进行同步复接。
又由于两个编码器输出数据处于不同时隙,故可对PCM-A和PCM-B进行线或。
本模块中用或门74LS32对PCM-A、PCM-B 及帧同步信号进行复接。
在译码之前,不需要对PCM进行分接处理,译码器的时隙同步信号实际上起到了对信号的分路作用。
在通信工程中,主要用动态范围和频率特性来说明PCM编译码器的性能。
动态范围的定义是译码器输出信噪比大于25db时允许编码器输入信号幅度的变化范围。
PCM编译码器的动态范围应大于图11-6所示的CCITT建议框架。
当编码器输入信号幅度超过其动态范围时,出现过载噪声,故编码输入信号幅度超过大时量化信噪比急剧下降。
MC145503编译码系统输入信号的最大幅度为5V。
由于采用对数压扩技术,PCM编译码系统可以改善小信号的信噪比,MC145503可采用A律13折线对信号进行压扩。
当信号处于某一段时,量化噪声不变,因此在同一段落内量化噪声比随信号幅度减小而下降。
13折线压扩特性曲线将正负信号分为8段,第1段信号最小,第8段信号最大。
当信号处于第一,二段时,量化噪声不随信号幅度变化,因此噪声不随信号幅度变化,因此信号太小时,量化信噪比会小于25db,这是动态范围的下限。
MC145503编译码系统动态范围内输入信号最小幅度约为0.025Vpp。
常用1KHZ的正弦信号作为输入信号来测量PCM编译码器的动态范围。
语音信号的抽样信号频率为8KHZ,为了不发生频谱混叠,常将语音信号经截止频率为3.4khz的低通滤波器处理后在进行A/D处理。
语音信号的最低频率一般为300hz。
MC145503编码器的低通滤波器和高通滤波器决定了编译码系统的频率特性,当输入信号频率超过这两个频率范围时,译码输出信号幅度迅速下降。
这就是PCM编译码系统频率特性的含义。
四、实验步骤1. 实验连线关闭系统电源,进行如下连接:3. 用示波器观察STA、STB,将其幅度调至2V。
4. 用示波器观察PCM编码输出信号。
当采用非集群方式时:测量A通道时:将示波器CH1接SLA,CH2接PCM A OUT,观察编码后的数据与时隙同步信号的关系。
测量B通道时:将示波器CH1接SLB,CH2 接PCM B OUT,观察编码后的数据与时隙同步信号的关系。
当采用非集群方式时:将示波器CH1接SL0,CH2分别接SLA、PCM A OUT、SLB、PCM B OUT以及PCM_OUT,观察编码后的数据所处时隙同步信号的关系以及PCM信号的帧结构。
开关分别接通SL1、SL2、SL3、SL4观察PCM基群帧结构的变化情况。
5.用示波器观察PCM译码输出信号示波器的CH1接STA,CH2接SRA,观察这两个信号波形是否相同(相位差)。
示波器的CH1接STB,CH2接SRB,观察这两个信号波形是否相同(相位差)。
6.用示波器定性观察PCM编译码器的动态范围。
将低失真频信号发生器输出的1khz正弦信号从STA-IN输入到MC145503编码器。
示波器的CH1接STA,CH2接SRA。
将信号幅度分别调至大于5Vpp、等于5Vpp,观察过载和满载时的译码输出波形。
在将信号幅度分别减至10db、20db、30db、40db、45db、50db,观察译码输出波形。
7.两人通话实验本模块提供两个人的通话信道。
由于麦克风输出的信号幅度比较小,需放大到2Vpp左右再由STA和STB输入到两个编码器。
译码器输出信号由SRA和SRB输出,将幅度较大,需衰减到适当值后再送给扬声器。
在话筒输入放大电路中,可以通过调整可调电阻R18来改变输出增益。
在语音输出放大电路中,可以通过调整可调电阻R12和R22来改变输出音量。
在实验时,只需将话筒输出信号从MIC_OUT端口连接到STA,再将译码后的语音信号从SRA连接到MIC_IN即可,但需将STA 或STB端口的原有连接去除。
五、实验记录与分析1.用示波器观察STA、STB,将其幅度调至2V。
实验中,从示波器中可以读出,输入编码器的信号频率存在fA=fB,且频率等于1Khz,幅度等于2V。
2. 用示波器观察PCM编码输出信号。
分析如下:SL0是PCM基群的时隙同步信号,信号A,B信号插入到相应的时隙,编码输出的位置仍在相应的时隙。
编码输出总会延迟与输入。
其中第2个时隙是A信号,2,5,7时隙篇三:32路PCM帧结构为了提高通信系统信道的利用率,话音信号的传输往往采用多路复用通信的方式。