通信原理實驗PAMPCM編譯碼器系統(tǒng)

1、通信原理實驗報告一11/3/2013實驗一PAM編譯碼器系統(tǒng)一、實驗原理和電路說明抽樣定理在通信系統(tǒng)、信息傳輸理論方面占有十分重要的地位。抽樣過程是模擬信號數(shù)字化的第一步,抽樣性能的優(yōu)劣關(guān)系到通信設備整個系統(tǒng)的性能指標。利用抽樣脈沖把一個連續(xù)信號變?yōu)殡x散時間樣值的過程稱為抽樣,抽樣后的信號稱為脈沖調(diào)幅(PAM信號。 h s hh s h h s h h s h 電路原理描述:輸入信號首先經(jīng)過信號選擇跳線開關(guān)K701,當K701設置在N位置時(左端,輸入信號來自電話接口1模塊的發(fā)送話音信號;當K701設置在T位置時(右端,輸入信號來自測試信號。測試信號可以選擇外部測試信號或內(nèi)部測試信號,當設置在

2、交換模塊內(nèi)的跳線開關(guān)KQ01設置在1_2位置(左端時,選擇內(nèi)部1KHz測試信號;當設置在2_3位置(右端時選擇外部測試信號,測試信號從J005模擬測試端口輸入。抽樣定理實驗采用外部測試信號輸入。運放U701A、U701B(TL084和周邊阻容器件組成一個3dB帶寬為3400Hz的低通濾波器,用于限制最高的語音信號頻率。信號經(jīng)運放U701C緩沖輸出,送到U703(CD4066模擬開關(guān)。模擬開關(guān)U703(CD4066通過抽樣時鐘完成對信號的抽樣,形成抽樣序列信號。信號經(jīng)運放U702B (TL084緩沖輸出。運放U702A 、U702C (TL084和周邊阻容器件組成一個3dB 帶寬為3400Hz

3、的低通濾波器,用來恢復原始信號。跳線開關(guān)K702用于選擇輸入濾波器,當K702設置在F 位置時(左端,送入到抽樣電路的信號經(jīng)過3400Hz 的低通濾波器;當K702設置在NF 位置時(右端,信號不經(jīng)過抗混迭濾波器直接送到抽樣電路,其目的是為了觀測混迭現(xiàn)象。設置在交換模塊內(nèi)的跳線開關(guān)KQ02為抽樣脈沖選擇開關(guān):設置在H 位置為平頂抽樣(左端,平頂抽樣是通過采樣保持電容來實現(xiàn)的,且=Ts ;設置在NH 為自然抽樣(右端,為便于恢復出的信號觀測,此抽樣脈沖略寬,只是近似自然抽樣。平頂抽樣有利于解調(diào)后提高輸出信號的電平,但卻會引入信號頻譜失真2/2/(Sin ,為抽樣脈沖寬度。通常在實際設備里,收端必

4、須采用頻率響應為2/(2/Sin 的濾波器來進行頻譜校準,抵消失真。這種頻譜失真稱為孔徑失真。該電路模塊各測試點安排如下: 1、 TP701:輸入模擬信號2、 TP702:經(jīng)濾波器輸出的模擬信號3、 TP703:抽樣序列4、 TP704:恢復模擬信號二、實驗儀器1、 J H5001通信原理綜合實驗系統(tǒng) 一臺2、 20MHz 雙蹤示波器 一臺3、 函數(shù)信號發(fā)生器一臺三、實驗目的1、 驗證抽樣定理2、 觀察了解PAM 信號形成的過程3、 了解混迭效應形成的原因四、實驗內(nèi)容準備工作:將交換模塊內(nèi)的抽樣時鐘模式開關(guān)KQ02設置在NH 位置(右端,將測試信號選擇開關(guān)KQ01設置在外部測試信號輸入2_3位

5、置(右端。1.近似自然抽樣脈沖序列測量(1首先將輸入信號選擇開關(guān)K701設置在T(測試狀態(tài)位置,將低通濾波器選擇開關(guān)K702設置在F(濾波位置,為便于觀測,調(diào)整函數(shù)信號發(fā)生器正弦波輸出頻率為2001000Hz、輸出電平為2Vp-p的測試信號送入信號測試端口J005和J006(地。(2用示波器同時觀測正弦波輸入信號(J005和抽樣脈沖序列信號(TP703,觀測時以TP703做同步。調(diào)整示波器同步電平和微調(diào)調(diào)整函數(shù)信號發(fā)生器輸出頻率,使抽樣序列與輸入測試信號基本同步。測量抽樣脈沖序列信號與正弦波輸入信號的對應關(guān)系。2.重建信號觀測TP704為重建信號輸出測試點。保持測試信號不變,用示波器同時觀測重

6、建信號輸出測試點和正弦波輸入信號,觀測時以J005輸入信號做同步。3.平頂抽樣脈沖序列測量將交換模塊內(nèi)的抽樣時鐘模式開關(guān)KQ02設置在H位置(左端。方法同1測量,請同學自擬測量方案。記錄測量波形,與自然抽樣測量結(jié)果做比較。4.平頂抽樣重建信號觀測將交換模塊內(nèi)的抽樣時鐘模式開關(guān)KQ02設置在H位置(左端。方法同2測量,請同學自擬測量方案。記錄測量波形,與自然抽樣測量結(jié)果對比分析平頂抽樣的測試結(jié)果。5.信號混迭觀測(1當輸入信號頻率高于4KHz(1/2抽樣頻率時,重建信號將出現(xiàn)混迭效應。觀測時,將跳線開關(guān)K702設置在NF(無輸入濾波器位置。調(diào)整函數(shù)信號發(fā)生器正弦波輸出頻率為6KHz7KHz左右、

7、電平為2Vp-p的測試信號送入信號測試端口J005和J006(地。(2用示波器觀測重建信號輸出波形。緩慢變化測試信號輸出頻率,注意觀察輸入信號與重建信號波形的變化是否對應一致。分析解釋測量結(jié)果。五、實驗報告1、整理實驗數(shù)據(jù),畫出測試波形。2、當f s2f h和f s2f h時,低通濾波器輸出的波形是什么?總結(jié)一般規(guī)律。六、實驗結(jié)果1.近似自然抽樣脈沖序列測量 2.重建信號觀測 3.平頂抽樣脈沖序列測量 4.平頂抽樣重建信號觀測 5.平頂抽樣重建信號觀測 實驗二PCM編譯碼器系統(tǒng)一、實驗原理和電路說明PCM編譯碼模塊將來自用戶接口模塊的模擬信號進行PCM編譯碼,該模塊采用MC145540集成電路

8、完成PCM編譯碼功能。該器件具有多種工作模式和功能,工作前通過顯示控制模塊將其配置成直接PCM模式(直接將PCM碼進行打包傳輸,使其具有以下功能:1、對來自接口模塊發(fā)支路的模擬信號進行PCM編碼輸出。2、將輸入的PCM碼字進行譯碼(即通話對方的PCM碼字,并將譯碼之后的模擬信號送入用戶接口模塊。在通信原理實驗平臺中,有二套完全一致的PCM編譯碼模塊,這二個模塊與相應的電話用戶接口模塊相連。本教程僅以第一路PCM編譯碼原理進行說明,另一個模塊原理與第一路模塊相同,不再重述。PCM編譯碼器模塊電路與ADPCM編譯碼器模塊電路完全一樣,由語音編譯碼集成電路U502(MC145540、運放U501(T

9、L082、晶振U503(20.48MHz及相應的跳線開關(guān)、電位器組成。電路工作原理如下:PCM編譯碼模塊中,由收、發(fā)兩個支路組成,在發(fā)送支路上發(fā)送信號經(jīng)U501A運放后放大后,送入U502的2腳進行PCM編碼。編碼輸出時鐘為BCLK(256KHz,編碼數(shù)據(jù)從U502的20腳輸出(DT_ADPCM1,FSX為編碼抽樣時鐘(8KHz。編碼之后的數(shù)據(jù)結(jié)果送入后續(xù)數(shù)據(jù)復接模塊進行處理,或直接送到對方PCM譯碼單元。在接收支路中,收數(shù)據(jù)是來自解數(shù)據(jù)復接模塊的信號(DT_ADPCM_MUX,或是直接來自對方PCM編碼單元信號(DT_ADPCM2,在接收幀同步時鐘FSX(8KHz與接收輸入時鐘BCLK(25

10、6KHz的共同作用下,將接收數(shù)據(jù)送入U502中進行PCM譯碼。譯碼之后的模擬信號經(jīng)運放U501B 放大緩沖輸出,送到用戶接口模塊中。PCM編譯碼模塊中的各跳線功能如下(測試點與ADPCM編譯碼模塊相同:1、跳線開關(guān)K501是用于選擇輸入信號,當K501置于N(正常位置時,選擇來自用戶接口單元的話音信號;當K501置于T(測試位置時選擇測試信號。測試信號主要用于測試PCM的編譯碼特性。測試信號可以選擇外部測試信號或內(nèi)部測試信號,當設置在交換模塊內(nèi)的跳線開關(guān)KQ01設置在1_2位置(左端時,選擇內(nèi)部1KHz測試信號;當設置在2_3位置(右端時選擇外部測試信號,測試信號從J005模擬測試端口輸入。2

11、、跳線器K502用于設置發(fā)送通道的增益選擇,當K502置于N(正常位置時,選擇系統(tǒng)平臺缺省的增益設置;當K502置于T(調(diào)試位置時可將通過調(diào)整電位器W501設置發(fā)通道的增益。3、跳線器K504用于設置PCM譯碼器的輸入數(shù)據(jù)信號選擇,當K504置于MUX(左時處于正常狀態(tài),解碼數(shù)據(jù)來自解數(shù)據(jù)復接模塊的信號;當K504置于ADPCM2(中時處于正常狀態(tài),解碼數(shù)據(jù)來自對方PCM編碼單元信號;當K504置于LOOP(右時PCM單元將處于自環(huán)狀態(tài)。4、跳線器K503用于設置接收通道增益選擇,當K503置于N(正常時,選擇系統(tǒng)平臺缺省的增益設置;當K503置于T(調(diào)試時將通過調(diào)整電位器W502設置收通道的

12、增益。在該模塊中,各測試點的定義如下:1、TP501:發(fā)送模擬信號測試點2、TP502:PCM發(fā)送碼字（一）PCM 編碼器 1. 輸出時鐘和幀同步時隙信號觀測 用示波器同時觀測抽樣時鐘信號（TP504）和輸出時鐘信號（TP503） ，觀測時以 TP504 做同步。 分析和掌握 PCM 編碼抽樣時鐘信號與輸出時鐘的對應關(guān)系 （同步沿、 脈沖寬度等） 。 2. 抽樣時鐘信號與 PCM 編碼數(shù)據(jù)測量 將跳線開關(guān) K501 設置在 T 位置，用函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生一個頻率為 1000Hz、電平為 2Vp-p 的正弦波測試信號送入信號測試端口 J005 和 J006（地） 。 用示波器同時觀測抽樣時鐘信號（TP504）和編碼輸出數(shù)據(jù)信號端口（TP502） ，觀測時 以 TP504 做同步。分析和掌握 P