通信電子器件實(shí)習(xí)

1、通信電子器件實(shí)習(xí)一、 實(shí)習(xí)目的1、 了解語音信號PCM編譯碼系統(tǒng)的工作原理及實(shí)現(xiàn)過程；2、 掌握電子產(chǎn)品的設(shè)計過程，進(jìn)一步鞏固電路知識；3、 掌握元器件的識別及質(zhì)量檢驗方法；4、 學(xué)習(xí)整機(jī)的裝配工藝和調(diào)試方法；5、 培養(yǎng)動手能力及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。二、 實(shí)習(xí)內(nèi)容1、學(xué)習(xí)PCM編譯碼原理和PROTEL電路設(shè)計工具軟件；2、用PROTEL設(shè)計PCM編譯碼系統(tǒng)原理圖和PCB圖；3、手工制作印刷電路板；4、電路板裝配與調(diào)試。三、 PCM編譯碼原理脈沖編碼（PCM）技術(shù)已經(jīng)在數(shù)字通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。十多年來，由于超大規(guī)模集成技術(shù)的發(fā)展，PCM通信設(shè)備在縮小體積、減輕重量、降低功耗、簡化調(diào)試以及方便

2、維護(hù)等方面都有了顯著的改進(jìn)。目前，數(shù)字電話終端機(jī)的關(guān)鍵部件，如編解碼器（CODEC）和話路濾波器等都實(shí)現(xiàn)了集成化。PCM數(shù)字電話終端機(jī)的構(gòu)成原理如圖1所示。系統(tǒng)只包括虛線框內(nèi)的部分。圖1PCM數(shù)字電化終端機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖1、PCM編譯碼原理為適應(yīng)語音信號的動態(tài)范圍，實(shí)用的PCM編譯碼必須是非線性的。目前，國際上采用的均是折線近似的對數(shù)壓擴(kuò)特性。ITU-T的建議規(guī)定以13段折線近似的A律（A=87.56）和15段折線近似的律（=255）作為國際標(biāo)準(zhǔn)。A律和律的量化特性初始段如圖2和圖3所示。A律和律的編譯碼表分別列于表1和表2。這種折線近似壓擴(kuò)特性的特點(diǎn)是：各段落間量階關(guān)系都是2的冪次，在段落內(nèi)為

3、均勻分層量化，即等間隔16個分層，這些對于用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)非線性編碼與譯碼是極為方便的。2、PCM編譯碼器簡介鑒于我國國內(nèi)采用的是A律量化特性，因此本實(shí)驗采用TP3067專用大規(guī)模集成電路，它是CMOS工藝制造的單片PCMA律編譯器，并且片內(nèi)帶輸入輸出話路濾波器。TP3067的管腳圖如圖4所示，內(nèi)部組成框圖如圖5所示。圖4 TP3067的管腳圖圖5 TP3067內(nèi)部組成（功能）框圖其管腳定義簡述如下：（1）VPO+收端功率放大器的同相輸出端。（2）GNDA模擬地。所有信號都以此管腳為參考。（3）VPO-收端功放的反相輸出端。（4）VPI收端功放的反相輸入端。（5）VFRO接收部分濾波器模擬輸出端

4、。（6）VCC+5V電壓輸入。（7）FSR接收部分幀同步時隙信號，是一個8KHz脈沖序列。（8）DR接收部分PCM碼流解碼輸入端。（9）BCLKR/CLKSEL位時鐘（bitclock）它使PCM碼流隨著FSr上升沿逐位移入Dr端，位時鐘可以為從64KHz到2048KHz的任意頻率?；蛘咦鳛橐粋€邏輯輸入選擇1536KHz、1544KHz或2048KHz，用作同步模式的主時鐘。（10）MCLKR/PDN接收部分主時鐘，它的頻率必須為1536KHz、1544KHz或2048KHz?？梢院蚆CKLx異步，但是同步工作時可達(dá)到最佳狀態(tài)。當(dāng)MCLKx接低電平，MCLKR被選擇為內(nèi)部時鐘，當(dāng)MCLKx接高

5、電平，該芯片進(jìn)入低功耗狀態(tài)。（11）MCLKx發(fā)送部分主時鐘，必須為1536KHz、1544KHz或2048KHz?？梢院蚆CLKR異步，但是同步工作時可達(dá)到最佳狀態(tài)。（12）BCLKx發(fā)送部分時鐘，使PCM碼流逐位移入DR端。可以為從64KHz到2048KHz的任意頻率，但必須和MCLKx同步。（13）Dx發(fā)送部分PCM碼流編碼輸出端。（14）FSx發(fā)送部分幀同步時隙信號，為一個8KHz的脈沖序列。（15）TSx漏極開路輸出端，它在編碼時隙輸出低電平。（16）ANLB模擬反饋輸入端。在正常工作狀態(tài)下必須置成邏輯“0”。當(dāng)置成邏輯“1”時，發(fā)送部分濾波器的輸入端并不與發(fā)送部分的前置濾波器相連，

6、而是和接收部分功放的VPO+相連。（17）GSx發(fā)送部分輸入放大器的模擬基礎(chǔ)，用于在外部同軸增益。（18）VFxI-發(fā)送部分輸入放大器的反相輸入端。（19）VFxI+發(fā)送部分輸入放大器的同相輸入端。（20）VBB接-5V電源。3、定時部分TP3067編譯碼器所需的定時脈沖均由定時部分提供。這里只需要主時鐘2048KHz和幀定時8KHz信號。為了簡化系統(tǒng)，編譯碼部分公用一個定時源，以確保發(fā)收時隙的同步。在實(shí)際的PCM數(shù)字電話設(shè)備中，必須有一個同步系統(tǒng)來保證發(fā)收同步的。四、 電路板制作、裝配與調(diào)試 要求：認(rèn)真進(jìn)行制版、安裝、焊接和調(diào)試；結(jié)合理論知識分析在實(shí)際操作過程中出現(xiàn)的問題；分級組裝（安裝與調(diào)

7、試）。(一) 印制電路板手工制作手工制作印制電路板可分為復(fù)制印制電路板圖、掩膜、腐蝕、鉆孔、修版等過程。膠紙法：在已復(fù)制好電路圖的敷銅板上用透明膠帶貼滿，用刻刀沿導(dǎo)線和接點(diǎn)邊緣刻下，待全部刻完后將不需掩膜處的膠紙揭去即可。腐蝕前要把揭去膠紙?zhí)幍哪z清理干凈，否則會留下銅斑。腐蝕：腐蝕液使用三氯化鐵溶液，使用過程中應(yīng)避免濺到皮膚或衣服上。鉆孔：先用大鉆頭輕輕旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)出一個小凹坑定位，再用合適的鉆頭鉆孔。（注意：鉆頭太細(xì)，易折斷）修孔：用砂紙或砂輪輕輕打磨一遍，用刀修去多余銅斑和短路部分。(二) 調(diào)試前的準(zhǔn)備1、檢查安裝完了的電子電路是否完全正確，以防發(fā)生意外及損壞器件；2、儀器儀表的準(zhǔn)備：示波器、

8、低頻信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、萬用表等。(三) 調(diào)試方法 一般采用逐級調(diào)試方法。在條件許可的情況下，可將各級間連接處斷開，調(diào)試前面各級時，后面的芯片可先不裝。(四) 調(diào)試步驟1、電源檢查使用萬用表檢測電路板的各電源接入點(diǎn)和GND之間是否有短路現(xiàn)象。用萬用表（或示波器）確認(rèn)兩組電源的電壓極性和電壓值為+7V。在連接電路板和電源時請務(wù)必關(guān)斷電源的開關(guān)。2、時鐘部分本電路中所有的時隙都是從頻率為4096KHz的主振分頻得到。4096KHz的主振首先經(jīng)兩分頻后得到2048KHz的位定時，再經(jīng)分頻分相后得到8KHz的主同步時鐘和幀時鐘。1）觀察測量點(diǎn)（1）-主振信號2）觀察測量點(diǎn)（2）-位定時信號3）觀

9、察測量點(diǎn)（3）-主同步時鐘4）觀察測量點(diǎn)（4）-主同步時鐘3、PCM編譯碼器1）用連接線連接插孔（DATA OUT）和插孔（DATA IN）。2）把低頻信號發(fā)生器輸出接至插孔（VOICE IN）（信號輸入端），輸入正弦信號：頻率：»1KHz，幅度：約2V（峰峰值）。3）觀察測量點(diǎn)（DATA OUT）處信號的波形。（需要指出的是，由于我們只在一個時隙上工作，而標(biāo)準(zhǔn)的基群信號中間包括32個時隙，由于沒有在其它時隙進(jìn)行編碼，因此編碼器只在一個時隙上有輸出，然后慢慢衰竭，這樣從表面上看起來PCM輸出碼流象一個衰減振蕩。4）觀察經(jīng)譯碼和接收低通濾波器恢復(fù)出的信號把雙蹤示波器的一路接至測量點(diǎn)（V

10、OICE IN），把示波器的另一路接至測量點(diǎn)（VOICE OUT），調(diào)節(jié)示波器使兩路信號同時顯示，比較兩路信號。五、 實(shí)習(xí)報告實(shí)習(xí)報告內(nèi)容要求包括：1、實(shí)習(xí)目的2、實(shí)習(xí)內(nèi)容（描述實(shí)習(xí)任務(wù)）3、原理4、步驟（描述實(shí)習(xí)步驟及中間的結(jié)果或現(xiàn)象。在實(shí)習(xí)中做了什么事情，怎么做的，發(fā)生的現(xiàn)象和中間結(jié)果）5、結(jié)果（描述最終得到的結(jié)果，并進(jìn)行分析說明）6、總結(jié)（說明實(shí)習(xí)過程中遇到的問題及解決辦法；個人的收獲；未解決的問題等）六、 說明1、該實(shí)習(xí)兩人一組，按學(xué)號排列；2、按提供的元器件設(shè)計原理圖（見附錄表3）。附錄輸入信號幅度范圍量階（量化間隔）段落碼電平碼量化電平編號譯碼幅度（量化電平值）0¾11&

11、#190;2.15¾16100000000001.111101.150.51.5.15.516¾17.31¾3210010000.111116.3116.5.31.532¾34.62¾6420100000.111132.4732.6364¾68.124¾12840110000.111148.6366.126128¾136.248¾25681000000.111164.79132.252256¾272.496¾512161010000.111180.95264.504512¾5

12、44.992¾1024321100000.111196.111528.10081024¾1088.1984¾2048641110000.1111112.1271056.2016表1 A=87.56編譯碼表輸入信號幅度范圍量階（量化間隔）段落碼電平碼量化電平編號譯碼幅度（量化電平值）0¾0.50.5¾1.5.14.5¾15.5100000000001.111101.1501.1515.5¾17.5.45.5¾47.520010000.111116.3116.5.46.547.5¾51.5.107.5

13、0;111.540100000.111132.4749.5.109.5111.5¾119.5.231.5¾239.580110000.111148.63115.5.235.5239.5¾255.5.479.5¾495.5161000000.111164.79247.5.487.5495.5¾527.5.975.5¾1007.5321010000.111180.95511.5.991.51007.5¾1071.5.1967.5¾2031.5641100000.111196.1111039.5.1999.52031.5¾2159.5.3951.5¾4079.51281110000.1111112.1272095.5.4015.5表2=255編譯碼表圖2 A律13折線圖3 m律13折線表3 提供的元器件名稱及封裝名稱封裝晶振（CRYSTAL）4.096MXTAL1電阻（RES2）20KAXIAL0.4電阻33KAXIAL0.4電阻43KAXI