通信原理PCM編譯碼實驗

1、實驗一 PCM編譯碼實驗一、實驗?zāi)康?、 掌握脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)的原理。2、 掌握脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的動態(tài)范圍和頻率特性的定義及測量方法。3、 了解脈沖編碼調(diào)制信號的頻譜特性。4、 熟悉了解W681512。二、實驗器材1、 主控&信號源模塊、3號、21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、實驗原理框圖圖1-1 21號模塊W681512芯片的PCM編譯碼實驗圖1-2 3號模塊的PCM編譯碼實驗圖1-3 A/律編碼轉(zhuǎn)換實驗2、實驗框圖說明圖1-1中描述的是信號源經(jīng)過芯片W681512經(jīng)行PCM編碼和譯碼處理。W681512的芯片工作主時鐘為2048KHz

2、，根據(jù)芯片功能可選擇不同編碼時鐘進(jìn)行編譯碼。在本實驗的項目一中以編碼時鐘取64K為基礎(chǔ)進(jìn)行芯片的幅頻特性測試實驗。圖1-2中描述的是采用軟件方式實現(xiàn)PCM編譯碼，并展示中間變換的過程。PCM編碼過程是將音樂信號或正弦波信號，經(jīng)過抗混疊濾波（其作用是濾波3.4kHz以外的頻率，防止A/D轉(zhuǎn)換時出現(xiàn)混疊的現(xiàn)象）。抗混濾波后的信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，然后做PCM編碼，之后由于G.711協(xié)議規(guī)定A律的奇數(shù)位取反，律的所有位都取反。因此，PCM編碼后的數(shù)據(jù)需要經(jīng)G.711協(xié)議的變換輸出。PCM譯碼過程是PCM編碼逆向的過程，不再贅述。A/律編碼轉(zhuǎn)換實驗中，如實驗框圖1-3所示，當(dāng)菜單選擇為A律轉(zhuǎn)律實驗時，使用

3、3號模塊做A律編碼，A律編碼經(jīng)A轉(zhuǎn)律轉(zhuǎn)換之后，再送至21號模塊進(jìn)行律譯碼。同理，當(dāng)菜單選擇為律轉(zhuǎn)A律實驗時，則使用3號模塊做律編碼，經(jīng)轉(zhuǎn)A律變換后，再送入21號模塊進(jìn)行A律譯碼。四、實驗步驟實驗項目一 測試W681512的幅頻特性概述：該項目是通過改變輸入信號頻率，觀測信號經(jīng)W681512編譯碼后的輸出幅頻特性，了解芯片W681512的相關(guān)性能。1、關(guān)電，按表格所示進(jìn)行連線。源端口目的端口連線說明信號源：A-OUT模塊21：TH5(音頻接口)提供音頻信號信號源：T1模塊21：TH1(主時鐘)提供芯片工作主時鐘信號源：CLK模塊21：TH11(編碼時鐘)提供編碼時鐘信號信號源：CLK模塊21：T

4、H18(譯碼時鐘)提供譯碼時鐘信號信號源：FS模塊21：TH9(編碼幀同步)提供編碼幀同步信號信號源：FS模塊21：TH10(譯碼幀同步)提供譯碼幀同步信號模塊21：TH8(PCM編碼輸出)模塊21：TH7(PCM譯碼輸入)接入譯碼輸入信號2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】【通信原理】【PCM編碼】【A律編碼觀測實驗】。調(diào)節(jié)W1主控&信號源使信號A-OUT輸出峰峰值為3V左右。將模塊21的開關(guān)S1撥至“A-Law”，即完成A律PCM編譯碼。3、此時實驗系統(tǒng)初始狀態(tài)為：設(shè)置音頻輸入信號為峰峰值3V，頻率1KHz正弦波；PCM編碼及譯碼時鐘CLK為64KHz方波；編碼及譯碼幀同步信號F

5、S為8KHz。4、實驗操作及波形觀測。（1）調(diào)節(jié)模擬信號源輸出波形為正弦波，輸出頻率為50Hz，用示波器觀測A-out，設(shè)置A-out峰峰值為3V。（2）將信號源頻率從50Hz增加到4000Hz，用示波器接模塊21的音頻輸出，觀測信號的幅頻特性。 思考：W681512PCM編解碼器輸出的PCM數(shù)據(jù)的速率是多少？在本次實驗系統(tǒng)中，為什么要給W681512提供64KHz的時鐘，改為其他時鐘頻率的時候，觀察的時序有什么變化？實驗項目二 PCM編碼規(guī)則驗證概述：該項目是通過改變輸入信號幅度或編碼時鐘，對比觀測A律PCM編譯碼和律PCM編譯碼輸入輸出波形，從而了解PCM編碼規(guī)則。1、關(guān)電，按表格所示進(jìn)行

6、連線。源端口目的端口連線說明信號源：A-OUT模塊3：TH5(LPF-IN)信號送入前置濾波器模塊3：TH6(LPF-OUT)模塊3：TH13(編碼-編碼輸入)提供音頻信號信號源：CLK模塊3：TH9(編碼-時鐘)提供編碼時鐘信號信號源：FS模塊3：TH10(編碼-幀同步)提供編碼幀同步信號模塊3：TH14(編碼-編碼輸出)模塊3：TH19(譯碼-輸入)接入譯碼輸入信號信號源：CLK模塊3：TH15(譯碼-時鐘)提供譯碼時鐘信號信號源：FS模塊3：TH16(譯碼-幀同步)提供譯碼幀同步信號2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】【通信原理】【PCM編碼】【A律編碼觀測實驗】。調(diào)節(jié)W1主控&

7、;信號源使信號A-OUT輸出峰峰值為3V左右。3、此時實驗系統(tǒng)初始狀態(tài)為：設(shè)置音頻輸入信號為峰峰值3V，頻率1KHz正弦波；PCM編碼及譯碼時鐘CLK為64KHz；編碼及譯碼幀同步信號FS為8KHz。4、實驗操作及波形觀測。（1）以FS為觸發(fā)，觀測編碼輸入波形。示波器的DIV（掃描時間）檔調(diào)節(jié)為100us。將正弦波幅度最大處調(diào)節(jié)到示波器的正中間，記錄波形。注意，記錄波形后不要調(diào)節(jié)示波器，因為正弦波的位置需要和編碼輸出的位置對應(yīng)。（2）在保持示波器設(shè)置不變的情況下，以FS為觸發(fā)觀察PCM量化輸出，記錄波形。（3）再以FS為觸發(fā)，觀察并記錄PCM編碼的A律編碼輸出波形，填入下表中。整個過程中，保持

8、示波器設(shè)置不變。（4）再通過主控中的模塊設(shè)置，把3號模塊設(shè)置為【PCM編譯碼】【律編碼觀測實驗】，重復(fù)步驟（1）（2）（3）。將記錄律編碼相關(guān)波形，填入下表中。A律波形律波形幀同步信號編碼輸入信號PCM量化輸出信號PCM編碼輸出信號（5） 對比觀測編碼輸入信號和譯碼輸出信號。思考1：改變基帶信號幅度時，波形是否變化？改變時鐘信號頻率時，波形是否發(fā)生變化？思考2：當(dāng)編碼輸入信號的頻率大于3400Hz或小于300Hz時，分析脈沖編碼調(diào)制和解調(diào)波形。實驗項目三 PCM編碼時序觀測概述：該項目是從時序角度觀測PCM編碼輸出波形。1、連線和主菜單設(shè)置同實驗項目二。2、用示波器觀測FS信號與編碼輸出信號，

9、并記錄二者對應(yīng)的波形。思考：為什么實驗時觀察到的PCM編碼信號碼型總是變化的？實驗項目四 PCM編碼A/律轉(zhuǎn)換實驗概述：該項目是對比觀測A律PCM編碼和律PCM編碼的波形，從而了解二者區(qū)別與聯(lián)系。1、關(guān)電，按表格所示進(jìn)行連線。源端口目的端口連線說明信號源：A-out模塊3：TH5(LPF-IN)信號送入前置濾波器模塊3：TH6(LPF-OUT)模塊3：TH13(編碼-編碼輸入)送入PCM編碼信號源：CLK模塊3：編碼-時鐘提供編碼時鐘信號信號源：FS模塊3：編碼-幀同步提供編碼幀同步信號模塊3：編碼輸出模塊3：A/律-in接入編碼輸出信號模塊3：A/-out模塊21：PCM譯碼輸入將轉(zhuǎn)換后的信

10、號送入譯碼單元信號源：CLK模塊21：譯碼時鐘提供譯碼時鐘信號信號源：FS模塊21：譯碼幀同步提供譯碼幀同步信號信號源：CLK模塊21：編碼時鐘提供W681512芯片PCM編譯碼功能所需的其他工作時鐘信號源：FS模塊21：編碼幀同步信號源：T1模塊21：主時鐘2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】【通信原理】【PCM編碼】【A轉(zhuǎn)律轉(zhuǎn)換實驗】。調(diào)節(jié)W1主控&信號源使信號A-OUT輸出峰峰值為3V左右。將21號模塊的開關(guān)S1撥至-LAW，即此時完成律譯碼。3、此時實驗系統(tǒng)初始狀態(tài)為：設(shè)置音頻輸入信號為峰峰值3V，頻率1KHz正弦波；PCM編碼及譯碼時鐘CLK為64KHz；編碼及譯碼幀同步信號FS為8KHz。4、用示波器對比觀測編碼輸出信號與A/律轉(zhuǎn)換之后的信號，觀察兩者的區(qū)別，加以總結(jié)。再對比觀測原始信號和恢復(fù)信號。（1）輸出和 A/（2）