通信原理實(shí)驗(yàn)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實(shí)驗(yàn)六 PCM編譯碼及A/律轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?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(dòng)態(tài)范圍和頻率特性的定義及測(cè)量方法。3、 了解脈沖編碼調(diào)制信號(hào)的頻譜特性。4、 熟悉了解W。二、實(shí)驗(yàn)器材1、 主控&信號(hào)源模塊、1號(hào)、3號(hào)模塊 各一塊2、 雙蹤示波器 一臺(tái)3、 連接線 若干三、實(shí)驗(yàn)原理1、實(shí)驗(yàn)原理框圖圖2-1 1號(hào)模塊W芯片的PCM編譯碼實(shí)驗(yàn)圖2-2 3號(hào)模塊的PCM編譯碼實(shí)驗(yàn)圖2-3 A/律編碼轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)框圖說明圖2-1中描述的是信號(hào)源經(jīng)過芯片W經(jīng)行PCM編碼和譯碼處理。W的芯片工作主時(shí)鐘為2048KHz，根據(jù)芯片功能

2、可選擇不同編碼時(shí)鐘進(jìn)行編譯碼。在本實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目一中以編碼時(shí)鐘取64K為基礎(chǔ)進(jìn)行芯片的幅頻特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)。圖2-2中描述的是采用軟件方式實(shí)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(hào)或正弦波信號(hào)，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(shí)出現(xiàn)混疊的現(xiàn)象）?？够鞛V波后的信號(hào)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(shí)驗(yàn)中，如實(shí)驗(yàn)框圖2-3所示，當(dāng)菜單選擇為A律轉(zhuǎn)律實(shí)驗(yàn)時(shí)，使用3號(hào)模塊做A律

3、編碼，A律編碼經(jīng)A轉(zhuǎn)律轉(zhuǎn)換之后，再送至1號(hào)模塊進(jìn)行律譯碼。同理，當(dāng)菜單選擇為律轉(zhuǎn)A律實(shí)驗(yàn)時(shí)，則使用3號(hào)模塊做律編碼，經(jīng)轉(zhuǎn)A律變換后，再送入1號(hào)模塊進(jìn)行A律譯碼。四、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一 測(cè)試W的幅頻特性概述：該項(xiàng)目是通過改變輸入信號(hào)頻率，觀測(cè)信號(hào)經(jīng)W編譯碼后的輸出幅頻特性，了解芯片W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(hào)源：A-OUT模塊1：TH5(音頻接口)提供音頻信號(hào)信號(hào)源：CLK模塊1：TH11(編碼時(shí)鐘)提供編碼時(shí)鐘信號(hào)信號(hào)源：CLK模塊1：TH18(譯碼時(shí)鐘)提供譯碼時(shí)鐘信號(hào)信號(hào)源：FS模塊1：TH9(編碼幀同步)提供編碼幀同步信號(hào)信號(hào)源：FS模塊1：TH

4、10(譯碼幀同步)提供譯碼幀同步信號(hào)模塊1：TH8(PCM編碼輸出)模塊1：TH7(PCM譯碼輸入)接入譯碼輸入信號(hào)2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】【通信原理】【PCM編碼】【1號(hào)模塊】【第一路PCM編譯碼方式】【A律PCM編譯碼】。調(diào)節(jié)W1主控&信號(hào)源使信號(hào)A-OUT輸出峰峰值為3V左右。3、此時(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)初始狀態(tài)為：設(shè)置音頻輸入信號(hào)為峰峰值3V，頻率1KHz正弦波；PCM編碼及譯碼時(shí)鐘CLK為64KHz方波；編碼及譯碼幀同步信號(hào)FS為8KHz。4、實(shí)驗(yàn)操作及波形觀測(cè)。（1）調(diào)節(jié)模擬信號(hào)源輸出波形為正弦波，輸出頻率為50Hz，用示波器觀測(cè)A-out，設(shè)置A-out峰峰值為3V。（

5、2）將信號(hào)源頻率從50Hz增加到4000Hz，用示波器接模塊1的音頻輸出2，觀測(cè)信號(hào)的幅頻特性。信號(hào)源頻率為100Hz:頻率為130Hz:200Hz:360Hz:頻率為1260Hz:2160Hz:3160Hz:頻率為4KHz:注：頻率改變時(shí)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求自行改變頻率步進(jìn)，例如50Hz250Hz間以10Hz的頻率為步進(jìn)，超過250Hz后以100Hz的頻率為步進(jìn)。思考：WPCM編解碼器輸出的PCM數(shù)據(jù)的速率是多少？在本次實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，為什么要給W提供64KHz的時(shí)鐘，改為其他時(shí)鐘頻率的時(shí)候，觀察的時(shí)序有什么變化？答：速率是64Kb/s。PCM編碼器在同步工作中，對(duì)于發(fā)送和接收兩個(gè)方向應(yīng)當(dāng)用相同的主時(shí)

6、鐘和位時(shí)鐘，在這一模式中，MCLKx上必須有時(shí)鐘信號(hào)在起作用，而MCLKR/PDN引腳則起了掉電控制作用。改變其他時(shí)鐘頻率的時(shí)候，會(huì)接收不到編碼信號(hào)。認(rèn)真分析W主時(shí)鐘與8KHz幀收、發(fā)同步時(shí)鐘的相位關(guān)系。答：主時(shí)鐘與8KHz幀收同步時(shí)鐘，8KHz收同步時(shí)鐘的周期為125us,第n個(gè)幀同步信號(hào)與主時(shí)鐘相位相同，第n+1個(gè)幀同步信號(hào)與主時(shí)鐘相位相反。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目二 PCM編碼規(guī)則驗(yàn)證概述：該項(xiàng)目是通過改變輸入信號(hào)幅度或編碼時(shí)鐘，對(duì)比觀測(cè)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)行連線。源端口目的端口連線說明信號(hào)源：A-OUT模塊3：TH5(LPF-IN

7、)信號(hào)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(hào)信號(hào)源：CLK模塊3：TH9(編碼-時(shí)鐘)提供編碼時(shí)鐘信號(hào)信號(hào)源：FS模塊3：TH10(編碼-幀同步)提供編碼幀同步信號(hào)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(hào)信號(hào)源：CLK模塊3：TH15(譯碼-時(shí)鐘)提供譯碼時(shí)鐘信號(hào)信號(hào)源：FS模塊3：TH16(譯碼-幀同步)提供譯碼幀同步信號(hào)2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】【通信原理】【PCM編碼】【3號(hào)模塊】【A律編碼觀測(cè)實(shí)驗(yàn)】。調(diào)節(jié)W1主控&信號(hào)源使信號(hào)A-OUT輸出峰峰值為3V左右。3、此時(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

8、初始狀態(tài)為：設(shè)置音頻輸入信號(hào)為峰峰值3V，頻率1KHz正弦波；PCM編碼及譯碼時(shí)鐘CLK為64KHz；編碼及譯碼幀同步信號(hào)FS為8KHz。4、實(shí)驗(yàn)操作及波形觀測(cè)。（1）以FS為觸發(fā)，觀測(cè)編碼輸入波形。示波器的DIV（掃描時(shí)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?yàn)檎也ǖ奈恢眯枰途幋a輸出的位置對(duì)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(gè)過程中，保持示波器設(shè)置不變。（4）再把3號(hào)模塊設(shè)置為【律編碼觀測(cè)實(shí)驗(yàn)】，重

9、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(hào)編碼輸入信號(hào)PCM量化輸出信號(hào)PCM編碼輸出信號(hào)（5）對(duì)比觀測(cè)編碼輸入信號(hào)和譯碼輸出信號(hào)。思考1：改變基帶信號(hào)幅度時(shí)，波形是否變化？改變時(shí)鐘信號(hào)頻率時(shí)，波形是否發(fā)生變化？答:改變基帶信號(hào)幅度時(shí)，波形不發(fā)生變化。改變時(shí)鐘信號(hào)頻率時(shí)，波形會(huì)發(fā)生變化。思考2：當(dāng)編碼輸入信號(hào)的頻率大于3400Hz或小于300Hz時(shí)，分析脈沖編碼調(diào)制和解調(diào)波形。答：當(dāng)編碼輸入信號(hào)的頻率大于3400Hz或小于300Hz時(shí)，脈沖編碼調(diào)制和解調(diào)波形的幅度會(huì)急劇減小。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目三 PCM編碼時(shí)序觀測(cè)概述：該項(xiàng)目是從時(shí)序角度觀測(cè)PCM編碼輸出波形。

10、1、連線和主菜單設(shè)置同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目二。2、用示波器觀測(cè)FS信號(hào)與編碼輸出信號(hào)，并記錄二者對(duì)應(yīng)的波形。思考：為什么實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到的PCM編碼信號(hào)碼型總是變化的？答：因?yàn)镻CM編碼時(shí)真正的數(shù)字編碼，它將每個(gè)通道的指令數(shù)字化了，比如脈沖有1ms到2ms的變化，在PCM編碼里用模數(shù)轉(zhuǎn)換成1和0的數(shù)字碼，再發(fā)出去。所以觀察到的PCM編碼信號(hào)碼型總是變化的。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目四 PCM編碼A/律轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)概述：該項(xiàng)目是對(duì)比觀測(cè)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(hào)源：A-out模塊3：TH5(LPF-IN)信號(hào)送入前置濾波器模塊3：TH6(LPF

11、-OUT)模塊3：TH13(編碼-編碼輸入)送入PCM編碼信號(hào)源：CLK模塊3：編碼-時(shí)鐘提供編碼時(shí)鐘信號(hào)信號(hào)源：FS模塊3：編碼-幀同步提供編碼幀同步信號(hào)模塊3：編碼輸出模塊3：A/律-in接入編碼輸出信號(hào)模塊3：A/-out模塊1：PCM譯碼輸入將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)送入譯碼單元信號(hào)源：CLK模塊1：譯碼時(shí)鐘提供譯碼時(shí)鐘信號(hào)信號(hào)源：FS模塊1：譯碼幀同步提供譯碼幀同步信號(hào)信號(hào)源：CLK模塊1：編碼時(shí)鐘提供W芯片PCM編譯碼功能所需的其他工作時(shí)鐘信號(hào)源：FS模塊1：編碼幀同步2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】【通信原理】【PCM編碼】【3號(hào)模塊】【A轉(zhuǎn)律轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)】。再設(shè)置【1號(hào)模塊】【第一路PCM編譯碼方式】【律PCM編譯碼】，使1號(hào)模塊的第一路為律編譯碼。調(diào)節(jié)W1主控&信號(hào)源使信號(hào)A-OUT輸出峰峰值為3V左右。3、此時(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)初始狀態(tài)為：設(shè)置音