PCM編譯碼實(shí)驗(yàn)

1、硬件實(shí)驗(yàn)二 一、實(shí)驗(yàn)名稱PCM編譯碼實(shí)驗(yàn)2、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握PCM編譯碼原理。2. 掌握PCM基帶信號(hào)的形成過程及分接過程。3. 掌握語(yǔ)音信號(hào)PCM編譯碼系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍和頻率特性的定義及測(cè)量方法。3、 實(shí)驗(yàn)儀器1. 雙蹤示波器一臺(tái)2. 通信原理型實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)3. M3:PCM與ADPCM編譯碼模塊和M6數(shù)字信號(hào)源模塊4. 麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器一套4、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)步驟1實(shí)驗(yàn)連線關(guān)閉系統(tǒng)電源，進(jìn)行如下連接：源端口目的端口正弦信號(hào)源：OUT1PCM&ADPCM編譯碼單元：STA正弦信號(hào)源：OUT2PCM&ADPCM編譯碼單元：STBPCM&ADPCM編譯碼單元：PCM A O

2、UT非集群方式集群方式PCM&ADPCM編譯碼單元：PCM A INPCM&ADPCM編譯碼單元：PCM B OUTPCM&ADPCM編譯碼單元：PCM B INPCM&ADPCM編譯碼單元：PCM_INPCM&ADPCM編譯碼單元：PCM_OUT2. 熟悉PCM編譯碼模塊，開關(guān)K1接通SL1(或SL3、SL5、SL6)，打開電源開關(guān)。3用示波器觀察STA、STB，將其幅度調(diào)至2V。 4. 用示波器觀察PCM編碼輸出信號(hào)。l 當(dāng)采用非集群方式時(shí)：n 測(cè)量A通道時(shí)：將示波器CH1接SLA（示濾波器掃描周期不超過SLA的周期，以便觀察到一個(gè)完整的幀信號(hào)），C

3、H2接PCM A OUT，觀察編碼后的數(shù)據(jù)與時(shí)隙同步信號(hào)的關(guān)系。n 測(cè)量B通道時(shí)：將示波器CH1接SLB，（示濾波器掃描周期不超過SLB的周期，以便觀察到一個(gè)完整的幀信號(hào)），CH2接PCM B OUT，觀察編碼后的數(shù)據(jù)與時(shí)隙同步信號(hào)的關(guān)系。l 當(dāng)采用集群方式時(shí)：將示波器CH1接SL0，（示濾波器掃描周期不超過SL0的周期，以便觀察到一個(gè)完整的幀信號(hào)），CH2分別接SLA、PCM A OUT、SLB、PCM B OUT以及PCM_OUT，觀察編碼后的數(shù)據(jù)所處時(shí)隙位置與時(shí)隙同步信號(hào)的關(guān)系以及PCM信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)（注意：本實(shí)驗(yàn)的幀結(jié)構(gòu)中有29個(gè)時(shí)隙是空時(shí)隙，SL0、SLA及SLB的脈沖寬度等于一個(gè)時(shí)隙

4、寬度）。開關(guān)S2分別接通SL1、SL2、SL3、SL4，觀察PCM基群幀結(jié)構(gòu)的變化情況。5. 用示波器觀察PCM譯碼輸出信號(hào)l 示波器的CH1接STA，CH2接SRA，觀察這兩個(gè)信號(hào)波形是否相同(有相位差)。l 示波器的CH1接STB，CH2接SRB，觀察這兩個(gè)信號(hào)波形是否相同(有相位差)。6. 用示波器定性觀察PCM編譯碼器的動(dòng)態(tài)范圍。將低失真低頻信號(hào)發(fā)生器輸出的1KHZ正弦信號(hào)從STA-IN輸入到MC145503編碼器。示波器的CH1接STA（編碼輸入），CH2接SRA（譯碼輸出）。將信號(hào)幅度分別調(diào)至大于5VP-P、等于5VP-P，觀察過載和滿載時(shí)的譯碼輸出波形。再將信號(hào)幅度分別衰減10d

5、B、20dB、30dB、40dB、45dB、50dB，觀察譯碼輸出波形(當(dāng)衰減45dB以上時(shí)，譯碼輸出信號(hào)波形上疊加有較明顯的噪聲)。7. 定量測(cè)試PCM編譯碼器的頻率特性。頻率特性測(cè)試框圖如圖所示。將輸入信號(hào)電壓調(diào)至2Vp-p左右，改變信號(hào)頻率，測(cè)量譯碼輸出信號(hào)幅度，將測(cè)試結(jié)果填入表中。頻率特性測(cè)試框圖輸入信號(hào)頻率(KHZ)43.83.63.43.02.52.01.51.00.50.30.20.1輸出信號(hào)幅度(V)8. 兩人通話實(shí)驗(yàn) 本模塊提供了兩個(gè)人通話的信道。由于麥克風(fēng)輸出的信號(hào)幅度比較小，需放大到2Vp-p左右再由STA和STB輸入到兩個(gè)編碼器。譯碼器輸出信號(hào)由SRA和SRB輸出，其幅

6、度較大(與STA-IN、STB-IN相同)，需衰減到適當(dāng)值后再送給揚(yáng)聲器。 在話筒輸入放大電路中，可以通過調(diào)整可調(diào)電阻R18來改變輸出增益。 在語(yǔ)音輸出放大電路中，可以通過調(diào)整可調(diào)電阻R12和R22來改變輸出音量。 在實(shí)驗(yàn)時(shí)，只需將話筒輸出信號(hào)從MIC_OUT端口連接到STA（或STB），再將譯碼后的語(yǔ)音信號(hào)從SRA（或SRB）連接到MIC_IN即可，但需將STA或STB端口的的原有連線去除。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄與分析1.用示波器觀察STA、STB如下，幅度為2V2.用示波器觀察PCM編碼輸出信號(hào)（1） 當(dāng)采用非集群方式時(shí)：A通道SLA與PCM A OUT波形如下B通道SLB與PCM B OUT波

7、形如下（2） 當(dāng)采用集群方式時(shí)：SL0與SLA波形如下SL0與PCM A OUT波形如下SL0與SLB波形如下SL0與PCM B OUT波形如下SL0與PCM OUT波形如下(S2接SL1)SL0與PCM OUT波形如下(S2接SL2)SL0與PCM OUT波形如下(S2接SL3)SL0與PCM OUT波形如下(S2接SL4)結(jié)論：SL0是PCM基群的時(shí)隙同步信號(hào)，信號(hào)A,B信號(hào)插入到相應(yīng)的時(shí)隙，編碼輸出的位置仍在相應(yīng)的時(shí)隙。編碼輸出總會(huì)延遲與輸入。其中第2個(gè)時(shí)隙是A信號(hào)，3,5,6時(shí)隙都是B信號(hào)。每一路信號(hào)能單獨(dú)測(cè)試，最終復(fù)接正確輸出。3.用示波器觀察PCM譯碼輸出信號(hào)STA與SRA波形如下

8、結(jié)論：譯碼輸出比輸入有細(xì)小的相位差，即在時(shí)間上滯后。STB與SRB波形如下結(jié)論：譯碼輸出比輸入有細(xì)小的相位差，即在時(shí)間上滯后。 4.用示波器定性觀察PCM編譯碼器的動(dòng)態(tài)范圍。幅度大于 5VP-P時(shí)STA（編碼輸入）與SRA（譯碼輸出）波形圖幅度等于 5VP-P時(shí)STA（編碼輸入）與SRA（譯碼輸出）波形圖衰減10dB波形圖衰減20dB波形圖衰減30dB波形圖衰減40dB波形圖衰減40dB以上波形已看不清譯碼輸出波形有明顯的噪聲結(jié)論：當(dāng)幅度衰減40dB以上時(shí)譯碼輸出波形有明顯的噪聲。. 定量測(cè)試PCM編譯碼器的頻率特性表格記錄如下:輸入信號(hào)頻率(KHZ)43.83.63.432.521.510.

9、50.30.20.1輸出信號(hào)幅度(V)0.060.20.81.71.91.91.91.91.91.91.91.80.56 思考題及總結(jié)1. 整理實(shí)驗(yàn)記錄，畫出譯碼輸出信號(hào)幅度與編碼輸入信號(hào)頻率之間的關(guān)系曲線。答：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如上表所示，關(guān)系曲線如下:2. 設(shè) PCM 通信系統(tǒng)傳輸兩路話音，每幀三個(gè)時(shí)隙，每路話音各占一個(gè)時(shí)隙，另一個(gè)時(shí)隙為幀同步時(shí)隙，使用TP3057 編譯碼器。求：(1) 編碼器的抽樣信號(hào)頻率及時(shí)鐘信號(hào)頻率，以及兩個(gè)抽樣信號(hào)之間的相位關(guān)系。(2) 時(shí)分復(fù)用信號(hào)碼速率、幀結(jié)構(gòu)。(3) 采用PCM 基帶傳輸，線路碼為HDB3 碼，設(shè)計(jì)此通信系統(tǒng)的詳細(xì)方框圖以及PCM編譯碼電路。(4) 采用PCM/2DPSK 頻帶傳輸，設(shè)計(jì)此通信系統(tǒng)的詳細(xì)方框圖。答：7 七、