實驗四Δm及CVSD編譯碼實驗

1、實驗四 m及CVSD編譯碼實驗一、實驗?zāi)康?、 掌握簡單增量調(diào)制的工作原理。2、 理解量化噪聲及過載量化噪聲的定義，掌握其測試方法。3、 了解簡單增量調(diào)制與CVSD工作原理不同之處及性能上的差別。二、實驗器材1、 主控&信號源模塊、21號、3號模塊 各一塊2、 雙蹤示波器 一臺3、 連接線 若干三、實驗原理1、m編譯碼（1）實驗原理框圖圖一 m編譯碼框圖（2）實驗框圖說明編碼輸入信號與本地譯碼的信號相比較，如果大于本地譯碼信號則輸出正的量階信號，如果小于本地譯碼則輸出負的量階。然后，量階會對本地譯碼的信號進行調(diào)整，也就是編碼部分“+”運算。編碼輸出是將正量階變?yōu)?，負量階變?yōu)?。m譯碼

2、的過程實際上就是編碼的本地譯碼的過程。2、CVSD編譯碼（1）實驗原理框圖圖二 CVSD編譯碼框圖（2）實驗框圖說明與m相比，CVSD多了量階調(diào)整的過程。而量階是根據(jù)一致脈沖進行調(diào)整的。一致性脈沖是指比較結(jié)果連續(xù)三個相同就會給出一個脈沖信號，這個脈沖信號就是一致脈沖。其他的編譯碼過程均與m一樣。四、實驗步驟項目一：M編碼規(guī)則實驗項目二：量化噪聲觀測項目三：不同量階M編譯碼的性能項目四：M編譯碼語音傳輸系統(tǒng)項目五：CVSD量階觀測項目六：CVSD一致脈沖觀測項目七;CVSD量化噪聲觀測項目八：CVSD碼語音傳輸系統(tǒng)五、 實驗記錄 TP4(信源延時)和TH14(編碼輸出) TP4(信源延時)和TP

3、3(本地譯碼) 項目二 CH1信源延時，CH2 本地譯碼 項目三 量階3000，Vpp=3V 項目三 量階6000，Vpp=3V 項目三 量階3000，Vpp=1V 項目五 量階6000，Vpp=1V 項目五 Vout=1V 項目五 Vout=2V 項目五 Vout=4V 項目七 Vpp=1V 項目七 Vpp=3V CVSD量化噪聲觀測(2KHz)Vpp=3V的噪聲 CVSD量化噪聲觀測(2KHz)Vpp=1V的噪聲 六、 思考題回答1. 增量調(diào)制的速率可以是32kbps、16kbps相比PCM 64kbps產(chǎn)生的原因怎樣？（請查找資料）今天VoIP采用什么樣的信源編碼？視頻的MPEG2編碼又

4、是什么？答：PCM的速率是增量調(diào)制的整數(shù)倍，利用此特點，可進行信道的復(fù)用，擴大信息量的傳輸。提高信道的傳輸效率和利用率。即在保證傳輸質(zhì)量的同時，還可以利用增量調(diào)制在PCM調(diào)制的信道中傳輸更多的信息。VoIP采用ITUT 定義的G.729、G.723(G.723.1）等來進行信源編碼。其中G.729 可將經(jīng)過采樣的64kbit/s 話音以幾乎不失真的質(zhì)量壓縮至8kbit/s。視頻的MPEG2編碼（圖像壓縮）是指針對標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電視和高清晰電視在各種應(yīng)用下的壓縮方案和系統(tǒng)層的詳細規(guī)定。2.比較增量調(diào)制和PCM。答：增量調(diào)制與脈碼調(diào)制(PCM)相比,具有以下三個特點：電路簡單，而脈碼調(diào)制編碼器需要較多邏

5、輯電路；數(shù)據(jù)率低于40千比特/秒時，話音質(zhì)量比脈碼調(diào)制的好，增量調(diào)制一般采用的數(shù)據(jù)率為32千比特/秒或16千比特/秒；抗信道誤碼性能好，能工作于誤碼率為10-3的信道，而脈碼調(diào)制要求信道誤碼率低于10-510-6。因此,增量調(diào)制適用于軍事通信、散射通信和農(nóng)村電話網(wǎng)等中等質(zhì)量的通信系統(tǒng)。增量調(diào)制技術(shù)還可應(yīng)用于圖像信號的數(shù)字化處理。3. 用PN15序列完成差分編碼解碼仿真實驗。4. 數(shù)據(jù)分析整理（尤其是實驗過程中拍照記錄的波形，盡可能將該照片的測量點（如編碼輸出、CLK等）標(biāo)注在原理框圖中，并將照片中CH1、CH2標(biāo)出來）。實驗中增量調(diào)制編碼輸出的基帶碼型是什么？答：此圖CH1表示增量調(diào)制的原信號

6、；CH2表示增量調(diào)制的基帶碼型。5.實驗中增量調(diào)制編碼輸出的基帶碼型是什么？答：由實驗圖和可知該基帶碼型是單極性不歸零二進制碼。6. 比較分析不同量階，不同幅度情況下，量化噪聲有什么不同。答：由圖可知，當(dāng)幅值不變時，量階越大，量化噪聲越大；當(dāng)量階不變時，幅值越大，量化噪聲越??；所以在實際中可通過減小量階或者增大信號幅值來減小量化噪聲。7. 在什么情況下會輸出一致脈沖信號。答：當(dāng)進行CVSD編碼時，編碼中出現(xiàn)連續(xù)的1或者連續(xù)的0時會輸出一致脈沖。而CVSD的原理則是根據(jù)一致脈沖對編碼做出檢測并自適應(yīng)的調(diào)整量化階電平，盡量使調(diào)制器能夠跟得上信號的變化。七、實驗小結(jié)這次實驗做的時間比較久，感覺難度也

7、挺大的，特別是對于示波器的使用，感覺到了自己的很大的不足，課后需要多去了解示波器的功能使用，課堂上抓緊時間了解熟悉掌握示波器的使用。由實驗可知：當(dāng)幅值不變時，量階越大，量化噪聲越大；當(dāng)量階不變時，幅值越大，量化噪聲越?。凰栽趯嶋H中可通過減小量階或者增大信號幅值來減小量化噪聲。對于此的觀察，可以聽過音樂的噪聲大小以及示波器中的波形圖噪聲感染都可以驗證。對于一致信號的判斷，當(dāng)進行CVSD編碼時，編碼中出現(xiàn)連續(xù)的1或者連續(xù)的0時會輸出一致脈沖。其是進行CVSD編碼的檢測及調(diào)整，使調(diào)制器能跟上信號變化。增量調(diào)制是采用一位二進制數(shù)碼來表示信號此時刻的值相對于前一個取樣時刻的值是增大還是減少，增大發(fā)“1

8、”碼，減少發(fā)“0”碼，數(shù)碼的“1”，“0”只是表示信號相對于前一時刻的增減，不代表信號的絕對值。  當(dāng)取樣頻率足夠高時量價的大小取得恰當(dāng)，收端恢復(fù)的信號與原信號非常接近，量化噪聲可以很小。增量調(diào)制的突出優(yōu)點是：設(shè)備簡單，能以較低的數(shù)碼率進行編碼。八、實驗預(yù)習(xí)內(nèi)容（1）CMI反轉(zhuǎn)碼：“1”交替用“11”和“00”表示，“0”用“01”表示。定時信息豐富。具有糾錯能力。同時具有以下優(yōu)點：不存在直流分量，且低頻分量較??；信息碼流中具有很強的時鐘分量，便于從信號中提取時鐘信息；具有一定的檢錯能力。（2）BPH：全稱是數(shù)字雙向碼。又稱分相碼或曼徹斯特碼，它是對每個二進制代碼分別利用兩

9、個不同的二進制新碼去取代。（3）AMI：全稱為傳號交替反轉(zhuǎn)碼。1碼通常稱為傳號，0碼則叫空號。編碼規(guī)則:消息代碼中的0 傳輸碼中的0消息代碼中的1 傳輸碼中的+1、-1交替。特點:由AMI碼確定的基帶信號中正負脈沖交替，而0電位保持不變;所以由AMI碼確定的基帶信號無直流分量，且只有很小的低頻分量;在接收端不易提取定時信號，由于它可能出現(xiàn)長的連0串;具有檢錯能力，如果在整個傳輸過程中，因傳號極性交替規(guī)律受到破壞而出現(xiàn)誤碼時，在接收端很容易發(fā)現(xiàn)這種錯誤。（4）HDB3：三階高密度雙極性碼是一種適用于基帶傳輸?shù)木幋a方式，它是為了克服AMI碼的缺點而出現(xiàn)的。編碼規(guī)則：先將消息代碼變換成AMI碼，若A

10、MI碼中連0的個數(shù)小于4,此時的AMI碼就是HDB3碼;若AMI碼中連0的個數(shù)大于3,則將每4個連0小段的第4個0變換成與前一個非0符號(+1或-1)同極性的符號;為了不破壞極性交替反轉(zhuǎn)，當(dāng)相鄰V符號之間有偶數(shù)個非0符號時，再將該小段的第1個0變換成+B或-B,符號的極性與前一非零符號的相反，并讓后面的非零符號從符號開始再交替變化。特點：由HDB3碼確定的基帶信號無直流分量，且只有很小的低頻分量;HDB3中連0串的數(shù)目至多為3個，易于提取定時信號。（5）要求：1. CMI和BPH實驗只要4-5個實驗波形或頻譜圖（自己篩選并說明）2. AMI和HDB3實驗只要4-5個實驗波形或頻譜圖（自己篩選并

11、說明）3. 上一次檢查過得實驗報告不需要重新刪減圖片來重新打印了，就交打印的那一份即可。思考題：1. 所有實驗講義中的思考題回答2.（1）FFT變換，抽樣頻譜、點數(shù)是什么，頻譜分辨率由什么決定？（2）什么是基帶傳輸，基帶傳輸碼型選取的考慮是什么？（3）實驗中歸零、不歸零信號的頻譜有何差異？（4）結(jié)合實驗說說時鐘同步。編碼輸入與輸出數(shù)據(jù) CMI編碼輸入與譯碼輸出規(guī)則CMI誤碼檢測CMI編碼輸入輸出BPH編碼編碼輸入譯碼輸出BPH編碼輸入輸出AMI（非歸零）AMI編碼規(guī)則頻譜AMI奇偶相減AMI編碼輸入譯碼輸出AMI編碼譯碼時鐘（有延遲）補償信號頻譜分析HDB3編碼規(guī)則HDB3編碼輸出頻譜HDB3編碼輸入輸出HDB3常連零時的編碼輸出下一次實驗預(yù)習(xí)內(nèi)容：ASK FSK PSK調(diào)制解調(diào)實驗。查找開關(guān)芯片4066的手冊。ASK是一種相對簡單的調(diào)制方式，幅移鍵控（ASK）相當(dāng)于模擬信號中的調(diào)幅，只不過與載頻信號相乘的是二進制數(shù)碼而已。其解調(diào)電路用鑒幅器，最簡單的使用二極管檢波FSK：其優(yōu)點是較容易實現(xiàn)，抗噪聲與抗