PCM编译码的实验报告
实验六PCM编译码及A
实验六PCM编译码及A学生编号:姓名:实验6 PCM编解码及A/μ律转换实验1，实验目的1，掌握脉码调制解调原理2，掌握脉码调制解调系统动态范围和频率特性的定义和测量方法3.了解脉码调制信号的频谱特性4.熟悉W6815122，实验设备1，主控制和信号源模块，模块1和模块3各有2个，双道示波器有3个，几条3连接线，实验原理1，实验原理框图音乐/音频输出接口1信号源FS编码帧同步编码时钟脉冲编码调制(单向/双向)脉冲编码调制输出CLK1#语音终端扬声器音频输入解码时钟解码帧同步音频接口2PC解码(单向/双向)脉冲编码调制解码输入图2-1模块W681512芯片脉冲编码实验A/ D转换脉冲编码调制G.711转换MUSIC/A-OUT LPF-INLPF-OUT 编码输入编码输出动力系统控制模块量化输出信号源抗混叠滤波器FS帧同步时钟CLK脉冲编码调制3#源编解码器模块时钟动力系统控制模块解码G.711逆转换D/A转换IIR滤波器动力系统控制模块解码输入1#语音终端模块和用户接口模块帧同步音频输入解码输出-1- 学生编号:姓名:动力系统控制模块编码实验2-2 3A-OUTPLF-OUT编码输入抗混叠滤波器信号源FSCLKT1编码帧同步脉冲编码调制(A-Law编码)编码输出A/μ-In编码时钟1#语音终端模块编码时钟解码时钟编码帧同步A/μ-Law编码转换A/ μ-OutW681512芯片PCM解码(μ-Law解码)PCM解码输入解码帧同步主时钟音频接口2音频输入图2-3 A/μ-Law编码转换实验4，实验步骤实验项目1测试幅频特性概述:本项目通过改变输入信号的频率，观察信号经W681512编码后的输出幅频特性，了解芯片W681512的相关性能。
1，关机，连接如表所示源端口信号源:A-OUT信号源:CLK信号源:CLK信号源:FS步长)信号源:FS步长)模块1: TH8(脉码调制输出)模块1: TH7(脉码调制解码输入)接入解码输入信号模块1: TH10(解码帧与目的端口相同模块1: TH5(音频接口)模块1: TH11(编码时钟)模块1: TH18(解码时钟)模块1: TH9(编码帧与提供编码帧同步信号相同，提供解码帧同步信号，提供解码时钟信号，提供解码时钟信号连接描述，提供音频信号，提供编码时钟信号2，接通电源，设置主控制菜单，选择[主菜单]-[通信原理]-[脉码调制]-[模块1号主控制信号源块]-[第一PCM编码和解码模式]-[A律PCM编码和解码码]调整W1，使信号输出的峰峰值约为3V3。
通信原理PCM编译码实验
实验一PCM编译码实验一、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、熟悉了解W681512。
二、实验器材1、主控&信号源模块、3号、21号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、实验原理框图图1-1 21号模块W681512芯片的PCM编译码实验图1-23号模块的PCM编译码实验图1-3A/μ律编码转换实验2、实验框图说明图1-1中描述的是信号源经过芯片W681512经行PCM编码和译码处理。
W681512的芯片工作主时钟为2048KHz，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1-2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1-3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μ转A律变换后，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W681512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。
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口目的端口连线说明信号源：A-OUT模块21：TH5(音频接口)提供音频信号信号源：T1模块21：TH1(主时钟)提供芯片工作主时钟信号源：CLK模块21：TH11(编码时钟)提供编码时钟信号信号源：CLK模块21：TH18(译码时钟)提供译码时钟信号信号源：FS模块21：TH9(编码帧同步)提供编码帧同步信号信号源：FS模块21：TH10(译码帧同步)提供译码帧同步信号模块21：TH8(PCM编码输出)模块21：TH7(PCM译码输入)接入译码输入信号2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【PCM编码】→【A律编码观测实验】。
PCM ADPCM编译码实验报告
PCM ADPCM编译码实验报告姓名：专业：学号：PCM/ADPCM编码实验一、实验目的1、了解语音编码的工作原理，验证pcm/adpcm编译码原理。
2、熟悉pcm/adpcm抽样时钟，编码数据和输入速出时钟之间的关系。
3、了解pcm/adpcm专用大规模集成电路的工作原理和应用4、熟悉语音数字化技术的主要指标及测量方法。
二、实验仪器1、 JH5001通信原理综合实验系统。
2、 20M双踪示波器。
3、信号源。
4、音频信道传输损伤测试仪。
三、实验原理TP501 TP502 至用户接口 K501 N 测试信号 T 跳线器·· - + K502 · T · N··发PCM码字U502 PCM 编译码器 TP504 8KHz同步 256KHz时钟 K504 跳线器TP503 至用户接口 K503 T ···N·· - · + TP505 LOOP ADPCM2 MUX TP506 收PCM码字图3. 1 PCM模块电路组成框图 1、PCM/ADPCM编译码模块中，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，编码数据从U502的20脚输出，FSX为编码抽样时钟。
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，或是直接来自对方PCM/ADPCM编码单元信号，在接收帧同步时钟FSX与接收输入时钟BCLK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。
2、各跳线功能如下：1、跳线开关K501是用于选择输入信号，当K501置于N 位置时，选择来自用户接口单元的话音信号；当K501置于T 位置时选择测试信号。
pcm编码实验报告思考题
pcm编码实验报告思考题PCM编码实验报告概述本次实验旨在了解PCM编码的原理和应用，并通过实验掌握PCM编码的实现方法。
实验过程中，我们使用MATLAB软件对音频信号进行采样、量化和编码，并对比不同量化位数下的编码效果。
实验步骤1. 采集音频信号我们使用MATLAB自带的audiorecorder函数，通过麦克风采集一段音频信号。
采样率为44100Hz，采样位数为16位。
2. 量化将采集到的音频信号进行量化。
我们分别选择了4位、8位、12位和16位作为量化位数，使用MATLAB自带的quantize函数进行量化操作。
3. 编码将量化后的信号进行PCM编码。
我们使用MATLAB自带的pcmenco函数对信号进行编码，并将编码后的数据保存到文件中。
4. 解码将编码后的数据解码还原成原始音频信号。
我们使用MATLAB自带的pcmdeco函数对数据进行解码操作，并播放还原后的音频信号。
5. 分析比较分别观察不同量化位数下，PCM编码后的效果如何。
我们可以通过计算压缩比、观察波形图、听取还原后的音频等方式来比较不同量化位数下的编码效果。
结果分析1. 压缩比随着量化位数的增加，压缩比逐渐减小。
当量化位数为4位时，压缩比达到了最高值，为1:4. 当量化位数增加到16位时，压缩比降至1:1。
2. 波形图我们将不同量化位数下的编码后的信号波形图进行了对比。
可以看出，随着量化位数的增加，还原后的波形图越来越接近原始信号。
当量化位数为16位时，还原后的波形图已经非常接近原始信号。
3. 音质听感我们在听取不同量化位数下还原后的音频信号时发现，随着量化位数的增加，音质听感逐渐提升。
当量化位数为16位时，还原后的音频信号已经非常清晰、自然。
思考题1. 为什么需要进行PCM编码？PCM编码可以将模拟信号转换成数字信号，并通过压缩数据来节省存储空间和传输带宽。
同时，在数字信号处理中也需要对采样数据进行编码操作。
2. 什么是量化误差？如何减小量化误差？在采样和量化过程中，由于信号的模拟值无法完全对应到数字化的取值范围内，因此会产生一定的误差。
pcm编译码实验总结
PCM编译码实验总结介绍在通信系统中，信息传输是一个至关重要的环节。
为了使数字信号能够在传输过程中保持完整和准确，需要对其进行编码和解码。
PCM（脉冲编码调制）编译码是一种常用的数字信号编码和解码方法，本实验旨在通过实际操作，深入理解和掌握PCM编译码的原理和应用。
实验目的•探究PCM编码的原理和工作方式•了解PCM解码的过程和实施方法•理解编码参数对信号质量的影响•学会通过MATLAB等工具进行PCM编译码实验实验器材与软件实验器材•个人电脑•信号发生器•数字示波器•学习开发板软件•MATLAB•C语言开发环境实验步骤PCM编码部分1.生成待编码的模拟信号（正弦波、方波等），并用MATLAB进行波形展示2.设置编码参数（量化等级、采样频率等），编写MATLAB代码实现PCM编码3.使用数字示波器观测编码后的数字信号，验证编码结果的准确性和完整性PCM解码部分1.通过学习开发板将编码后的数字信号发送到计算机2.使用C语言编写解码程序，实现PCM解码过程3.对解码后的数字信号进行重建，并用数字示波器观测其波形，验证解码结果的准确性和完整性参数调整与分析1.改变编码参数，如量化等级和采样频率，观察编码和解码结果的变化2.对比不同编码参数下的信号质量，分析其优缺点和适用范围结果与分析PCM编码结果通过MATLAB生成的波形图和数字示波器观测结果可以看出，PCM编码可以将模拟信号转换为数字信号，并实现信号的准确传输。
编码后的数字信号保持了原始信号的基本特征，但是数据量大大减小，便于传输和处理。
PCM解码结果通过C语言解码程序实现的PCM解码过程可以将编码后的数字信号还原为与原始信号相似的模拟信号。
解码结果经过数字示波器的观测，与原始信号具有良好的一致性，证明了PCM解码的准确性和有效性。
参数调整与分析结果通过改变编码参数，我们发现不同的量化等级和采样频率对信号质量有明显的影响。
较高的量化等级和采样频率可以增加信号的分辨率，提高信号的保真度，但数据量也相应增大。
pcm编码实验报告思考题
实验报告：PCM编码1. 背景PCM（脉冲编码调制）是一种数字信号的编码方式，常用于语音、音频和视频的数字传输。
PCM编码通过将模拟信号离散化成一系列脉冲，将模拟信号转换为数字信号，以便于传输、存储和处理。
在PCM编码中，模拟信号的幅度被量化成一系列数字值，然后根据这些数字值构造一个脉冲序列。
PCM编码的主要目标是减小信号的传输和处理过程中的误差。
2. 分析2.1 PCM编码的原理PCM编码的原理是将连续的模拟信号离散化成一系列取值固定的数字，然后根据这些数字构造一个脉冲序列。
PCM编码的过程包括采样、量化和编码三个步骤。
•采样：将连续的模拟信号按照一定的时间间隔进行采样，得到若干个采样值。
•量化：将每个采样值近似地量化为离散的数字。
量化的精度决定了数字信号的质量，一般用位数来表示，例如8位、16位等。
•编码：将量化后的数字信号转换为脉冲序列，用于传输和存储。
2.2 PCM编码的优缺点PCM编码有以下优点： - 简单：PCM编码的原理和实现相对简单，容易实现和掌握。
- 无损压缩：PCM编码是一种无损压缩方式，可以精确地还原原始信号。
然而，PCM编码也存在一些缺点： - 数据量大：由于PCM编码是无损压缩的，所以编码后的数据量通常远大于原始模拟信号的数据量。
- 需要较高的带宽：PCM编码的数据传输需要较高的带宽，因为每个采样值都需要传输。
3. 结果分析3.1 PCM编码的实验步骤步骤1：采样设置采样频率和采样位数，按照一定的时间间隔对模拟信号进行采样，得到一系列采样值。
步骤2：量化将采样值量化为离散的数字，即将每个采样值近似地映射为最接近的数字值。
量化的精度决定了信号的质量。
步骤3：编码将量化后的数字信号转换为脉冲序列，用于传输和存储。
编码的方式可以有多种，例如使用脉冲模位调制（Pulse Code Modulation）、差分编码（Differential Coding）等。
3.2 PCM编码的实验结果PCM编码的实验结果主要取决于采样频率、采样位数和量化精度等参数的选择。
实验六 PCM编译码及A
（2）将信号源频率从50Hz增加到4000Hz，用示波器接模块1的音频输出2，观测信号的幅频特性。
注：频率改变时可根据实验需求自行改变频率步进，例如50Hz~250Hz间以10Hz率为步进，超过250Hz后以100Hz的频率为步进。
思考：W681512PCM编解码器输出的PCM数据的速率是多少？在本次实验系统中，为什么要给W681512提供64KHz的时钟，改为其他时钟频率的时候，观察的时序有什么变化？答：速率为2.045MHZ认真分析W681512主时钟与8KHz帧收、发同步时钟的相位关系。
答：主时钟与8KHz帧收同步时钟，8KHz收同步时钟的周期为125us，第n个帧同步信号与主时钟相位相同，第n+1个与主时钟相位相反。
实验项目二PCM编码规则验证注意，记录波形后不要调节示波器，因为正弦波的位置需要和编码输出的位置对应。
（2）在保持示波器设置不变的情况下，以FS为触发观察PCM量化输出，记录波形。
（3）再以FS为触发，观察并记录PCM编码的A律编码输出波形，填入下表中。
整个过程中，保持示波器设置不变。
（4）再把3号模块设置为【μ律编码观测实验】，重复步骤（1）（2）（录μ律编码相关波形。
A律波形：帧同步信号：编码输入信号：PCM量化输出信号：PCM编码输出信号：编码输入信号：PCM量化输出信号：PCM编码输出信号：（5）对比观测编码输入信号和译码输出信号。
2、用示波器观测FS信号与编码输出信号，并记录二者对应的波形。
思考：为什么实验时观察到的PCM编码信号码型总是变化的？答：PCM是数字编码。
它将每个通道的指令数字化了，所以用示波器会看到这各编码总是在变化中的。
实验项目四PCM编码A/μ律转换实验概述：该项目是对比观测A律PCM编码和μ律PCM编码的波形，从而了解二者区别与联系。
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口目的端口连线说明5、设置主控菜单，选择【μ转A律转换实验】，并将1号模块对应设置成A 然后按上述步骤观测实验波形情况。
《通信原理》PCM(一)实验报告
课程名称：_______________项目名称：_______________
姓名：______专业：_______班级：____学号：____同组成员________________
一、实验预习部分：
本实验使用PCM编译码模块。
1.点到点PCM多路电话通信原理
图1点到点PCM多路电话通信原理框图
本实验模块可以传输两路话音信号。
2译码原理方框图
本模块上有三个开关K5、K6和K8，K5、K6用来选择两个编码器的输入信号，开关手柄处于左边(STA-IN、STB-IN)时选择外部信号、处于右边(STA-S、STB-S)时选择模块内部音频正弦信号。K8用来选择SLB信号为时隙同步信号SL1、SL2、SL5、SL7中的某一个。
由于时钟频率为2.048MHz，抽样信号频率为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1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个时隙中有29个是空时隙，第0时隙为帧同步码(×1110010)时隙，第2时隙为信号A的时隙，第1(或第5、或第7 —由开关K8控制)时隙为信号B的时隙。
二、实验过程记录：
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。
实验步骤及实验数据：
三、实验结果与讨论：
实验报告成绩（百分制）__________实验指导教师签字：__________
pcm编译码模块原理4096khz晶振分频器1分频器2帧同步信号产生器正弦信号源as1s2s3s4pcm编译码器a复接器抽样信号产生信号pcm编译码器bpcmpcmasrbsrapcmb256khzs3s2s18khz2048khzclkslasl2slbstaink5slaslb?????????sl7sl5sl2sl1sl0k8正弦信号源bstbinstbk6stasstastbs图2pcm编译码原理方框图本模块上有三个开关k5k6和k8k5k6用来选择两个编码器的输入信号开关手柄处于左边stainstbin时选择外部信号处于右边stasstbs时选择模块内部音频正弦信号
实验三 PCM编译码
实验三 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二、实验内容1. 用示波器观察两路音频信号的编码结果，观察PCM基群信号2. 改变音频信号的幅度，观察和测试译码器输出信号的信噪比变化情况3. 改变音频信号的频率，观察和测试译码器输出信号幅度变化情况三、基本原理1. PCM编译码模块原理该模块上有以下测试点和输入点：∙ BS PCM基群时钟信号(位同步信号)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∙ SRA 信号A译码输出信号测试点∙ STB 输入到编码器B的信号测试点∙ PCM_OUT PCM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（不经过复接器）∙ PCM B OUT 信号B编码结果输出点（不经过复接器）∙ PCM A IN 信号A译码输入点（不经过复接器）∙ PCM B IN 信号B译码输入点（不经过复接器）本模块上有S1这个拨码开关，用来选择SLB信号为时隙同步信号SL1、SL3、SL5、SL7中的任一个。
四、实验步骤1.实验连线本实验使用高、低频信号源（实验箱底板）和PCM&ADPCM编译码单元（EL－TS—M3），关闭系统非集群方式2. 熟悉PCM编译码模块，开关S1接通SL1(或SL3、SL5、SL7)，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。
⏹测量A通道时：将示波器CH1接SLA（示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。
PCM 编译码实验
《信息处理综合实验》实验报告（二）班级：姓名：学号：日期：2020-11-16实验二 PCM 编译码实验一、实验目的1. 理解PCM 编译码原理及PCM 编译码性能；2. 熟悉PCM 编译码专用集成芯片的功能和使用方法及各种时钟间的关系；3. 熟悉语音数字化技术的主要指标及测量方法。
二、实验内容及步骤PCM 编码原理验证(1). 设置工作参数设置原始信号为：“正弦”，1000hz，幅度为15（约2Vp-p）；(2). PCM 串行接口时序观察输出时钟和帧同步时隙信号观测：用示波器同时观测抽样脉冲信号（3TP7）和输出时钟信号（3TP8），观测时以3TP7 做同步。
分析和掌握PCM 编码抽样脉冲信号与输出时钟的对应关系（同步沿、脉冲宽度等）。
(3). PCM 串行接口时序观察抽样时钟信号与PCM 编码数据测量：用示波器同时观测抽样脉冲信号（3TP7）和编码输出信号（3TP4），观测时以3TP7 做同步。
分析和掌握PCM 编码输出数据与抽样脉冲信号（数据输出与抽样脉冲沿）及输出时钟的对应关系。
PCM 译码观测用导线连接3P4 和3P5，此时将PCM 输出编码数据直接送入本地译码器，构成自环。
用示波器同时观测输入模拟信号3TP1 和译码器输出信号3TP6，观测信号时以3TP1 做同步。
定性的观测解码信号与输入信号（1000HZ、2Vpp）的关系：质量、电平、延时。
PCM 频率响应测量将测试信号电平固定在2Vp-p，调整测试信号频率，定性的观测译码恢复出的模拟信号电平。
观测输出信号信电平相对变化随输入信号频率变化的相对关系。
用点频法测量。
测量频率范围：200Hz～4000Hz。
PCM 译码失真测量将测试信号频率固定在1000Hz，改变测试信号电平（输入信号的最大幅度为5Vp-p。
），用示波器定性的观测译码恢复出的模拟信号质量（通过示波器对比编码前和译码后信号波形平滑度）。
PCM 编译码系统增益测量DDS1 产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p 的正弦波测试信号送入信号测试端口3P1。
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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。