pcm編譯碼實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、pcm編譯碼實(shí)驗(yàn)報(bào)告項(xiàng)目二實(shí)驗(yàn)十一PCM®譯碼實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .掌握PC胸碼原理。2 .掌握PCMS帶信號(hào)的形成過(guò)程及分接過(guò)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。二、實(shí)驗(yàn)儀器1 .雙蹤示波器一臺(tái)2 .通信原理VI型實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)3 .M3:PCMtADPCMI譯碼模塊和M瞰字信號(hào)源模塊4.麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器一套三、實(shí)驗(yàn)原理及基本內(nèi)容1.點(diǎn)到點(diǎn)PCM路電話通信原理脈沖編碼調(diào)制技術(shù)與增量調(diào)制技術(shù)已經(jīng)在數(shù)字通信系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)信道噪聲較小時(shí)一般用PCM否則一般用AM目前速率在155MB以下的準(zhǔn)同步數(shù)字系列中，國(guó)際上存在A律和u律兩種編譯碼標(biāo)準(zhǔn)系列，在

2、155MB以上的同步數(shù)字系列中，將這兩個(gè)系列統(tǒng)一起來(lái)，在同一個(gè)等級(jí)上兩個(gè)系列的碼速率相同，而M在國(guó)際上無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但它在通信環(huán)境比較惡劣時(shí)顯示了巨大的優(yōu)越性。點(diǎn)到點(diǎn)PCM多路電路通信原理可用111表示。對(duì)于基帶通信系統(tǒng)，廣義信道包括傳輸媒質(zhì)、收濾波器、發(fā)濾波器等。對(duì)于頻帶系統(tǒng)，廣義信道包括傳輸媒質(zhì)、調(diào)制器、解調(diào)器、發(fā)濾波器、收濾波器等。本實(shí)驗(yàn)?zāi)K可以傳輸兩路話音信號(hào)。采用MC145503編譯器，它包括了圖11-1中的收、發(fā)低通濾波器及PCMS譯碼器。編碼器輸入信號(hào)可以是本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的正弦信號(hào)，也可以是外部信號(hào)源的正弦信號(hào)或電話信號(hào)。本實(shí)驗(yàn)?zāi)K中不含電話機(jī)和混合電路，廣義信道時(shí)理想的，即將

3、復(fù)接器輸生的PCMW號(hào)直接送給分接器。編譯模塊原理本模塊的原理方框圖及電路圖如圖11-2及圖11-3所示。BSPCMM群時(shí)鐘信號(hào)測(cè)試點(diǎn)SL0PCM基群第0個(gè)時(shí)隙同步信號(hào)SLA信號(hào)A的抽樣信號(hào)及時(shí)隙同步信號(hào)測(cè)試點(diǎn)SLB信號(hào)B的抽樣信號(hào)及時(shí)隙同步信號(hào)測(cè)試點(diǎn)SRB信號(hào)B譯碼輸由信號(hào)測(cè)試點(diǎn)STA輸入到編碼器A的信號(hào)測(cè)試點(diǎn)STB輸入到編碼器B的信號(hào)測(cè)試點(diǎn)PCM_OUTPCMS群信號(hào)輸由點(diǎn)PCM_INPCM基群信號(hào)輸入點(diǎn)PCMAOUT信號(hào)A編碼結(jié)果輸由點(diǎn)PCMBOUT信號(hào)B編碼結(jié)果輸由點(diǎn)PCMAIN信號(hào)A編碼結(jié)果輸入點(diǎn)PCMBIN信號(hào)B編碼結(jié)果輸入點(diǎn)本模塊上有S2這個(gè)拔碼開關(guān)，用來(lái)選擇SLB信號(hào)為時(shí)隙同步

4、信號(hào)SL1、SL3、SL5、SL6中的任一個(gè)。圖11-2各單元與圖11-3中的元器件之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：晶振X1:晶振分頻器1/2U1:74LS193;U6:74HC4060抽樣信號(hào)產(chǎn)生器U5:74HC73;U2:74HC164PCMM®譯器AU10:PC麻譯碼集成電路MC145503PCM編譯器BU11:PC廂譯碼集成電路MCL45503幀同步信號(hào)產(chǎn)生器U3:8位數(shù)據(jù)產(chǎn)生器74HC151;U4:A:與門7408復(fù)接器U9:或門74LS32晶振、分頻器1、分頻器2及抽樣信號(hào)產(chǎn)生器構(gòu)成一個(gè)定時(shí)器，為兩個(gè)PCM®譯碼提供的日t鐘信號(hào)和8KHZ的時(shí)隙同步信號(hào)。在實(shí)際通信系統(tǒng)中，譯

5、碼器的時(shí)鐘信號(hào)及時(shí)隙信號(hào)應(yīng)從接收到的數(shù)據(jù)流中提取，方法如實(shí)驗(yàn)五及實(shí)驗(yàn)六所述。此處將同步器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)及時(shí)隙同步信號(hào)直接送給譯碼器。于時(shí)鐘頻率為，抽樣頻率為8KHz故PCM-AMPCM-B的碼速率都是，一幀中有32個(gè)時(shí)隙，其中一個(gè)時(shí)隙為PCM碼數(shù)據(jù)，另外31個(gè)時(shí)隙都是空時(shí)隙。PCM信號(hào)碼速率也是，一幀中的32個(gè)時(shí)隙有29個(gè)是空時(shí)隙，第。個(gè)時(shí)隙為幀同步碼時(shí)隙，第2個(gè)時(shí)隙為信號(hào)A的時(shí)隙，第1時(shí)隙為信號(hào)B的時(shí)隙。本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的PCM信號(hào)類似于PCM基群信號(hào)，但第16個(gè)時(shí)隙沒(méi)有信令信號(hào)，第。時(shí)隙中的信號(hào)與PCM基群白第0時(shí)隙的信號(hào)也不完全相同。于兩個(gè)PCM編譯碼器用同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，因而可以對(duì)他們進(jìn)行同步

6、復(fù)接。又于兩個(gè)編碼器輸由數(shù)據(jù)處于不同時(shí)隙，故可對(duì)PCM-A和PCM-B進(jìn)行線或。本模塊中用或門74LS32對(duì)PCM-APCM-B及幀同步信號(hào)進(jìn)行復(fù)接。在譯碼之前，不需要對(duì)PCMS行分接處理，譯碼器的時(shí)隙同步信號(hào)實(shí)際上起到了對(duì)信號(hào)的分路作用。在通信工程中,主要用動(dòng)態(tài)范圍和頻率特性來(lái)說(shuō)明PCM編譯碼器的性能。動(dòng)態(tài)范圍的定義是譯碼器輸由信噪比大于25db時(shí)允許編碼器輸入信號(hào)幅度的變化范圍。PCM編譯碼器的動(dòng)態(tài)范圍應(yīng)大于圖11-6所示的CCITT建議框架。當(dāng)編碼器輸入信號(hào)幅度超過(guò)其動(dòng)態(tài)范圍時(shí)，由現(xiàn)過(guò)載噪聲，故編碼輸入信號(hào)幅度超過(guò)大時(shí)量化信噪比急劇下降。MC14550前譯碼系統(tǒng)輸入信號(hào)的最大幅度為5Vo

7、于采用對(duì)數(shù)壓擴(kuò)技術(shù)，PCM編譯碼系統(tǒng)可以改善小信號(hào)的信噪比，MC145503可采用A律13折線對(duì)信號(hào)進(jìn)行壓擴(kuò)。當(dāng)信號(hào)處于莫一段時(shí)，量化噪聲不變，因此在同一段落內(nèi)量化噪聲比隨信號(hào)幅度減小而下降。13折線壓擴(kuò)特性曲線將正負(fù)信號(hào)分為8段，第1段信號(hào)最小，第8段信號(hào)最大。當(dāng)信號(hào)處于第一，二段時(shí)，量化噪聲不隨信號(hào)幅度變化，因此噪聲不隨信號(hào)幅度變化，因此信號(hào)太小時(shí)，量化信噪比會(huì)小于25db,這是動(dòng)態(tài)范圍的下限。MC145503編譯碼系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)輸入信號(hào)最小幅度約為。常用1KHZ的正弦信號(hào)作為輸入信號(hào)來(lái)測(cè)量PCM編譯碼器的動(dòng)態(tài)范圍。語(yǔ)音信號(hào)的抽樣信號(hào)頻率為8KHZ,為了不發(fā)生頻譜混疊，常將語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)截止頻

8、率為的低通濾波器處理后在進(jìn)行A/D處理。語(yǔ)音信號(hào)的最低頻率一般為300hzoMC145503編碼器的低通濾波器和高通濾波器決定了編譯碼系統(tǒng)的頻率特性，當(dāng)輸入信號(hào)頻率超過(guò)這兩個(gè)頻率范圍時(shí)，譯碼輸由信號(hào)幅度迅速下降。這就是PCM®譯碼系統(tǒng)頻率特性的含義。四、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：源端口正弦信號(hào)源：OUT1正弦信號(hào)源：OUT2PCM&ADPCM#碼單元：PCMAOUTPCM&ASPCM譯碼單元：PCMBOUTPCM&ADPCM#碼單元：PCM_IN目的端口PCM&ADPC嵋譯碼單元：STAPCM&ADPCM#碼單元：STBP

9、CM&ADPCM#碼單元：PCMAINPCM&ADPC喻譯碼單元：PCMBINPCM&ADPC端譯碼單元：PCM_OUT,熟悉PCM®譯碼模塊，開關(guān)K1接通SL1（或SL3、SL5、打開電源開關(guān)。3.用示波器觀察STA、STB,將其幅度調(diào)至2VO4.用示波器觀察PCM®碼輸由信號(hào)當(dāng)采用非集群方式時(shí)：測(cè)量A通道時(shí)：將示波器CH1接SLA,CH2接PCMAOUT,觀察編碼后的數(shù)據(jù)與時(shí)隙同步信號(hào)的關(guān)系。測(cè)量B通道時(shí)：將示波器CH1接SLB,CH2接PCMBOUT觀察編碼后的數(shù)據(jù)與時(shí)隙同步信號(hào)的關(guān)系。當(dāng)采用非集群方式時(shí)：將示波器CH1接SL0,CH2分別接S

10、LA、PCMAOUTSLRPCMBOU©及PCM_OUT觀察編碼后的數(shù)據(jù)所處時(shí)隙同步信號(hào)的關(guān)系以及PCMB號(hào)的幀結(jié)構(gòu)。開關(guān)分別接通SL1、SL2、SL3、SL4觀察PCMM群幀結(jié)構(gòu)的變化情況。5.用示波器觀察PCM譯碼輸由信號(hào)示波器的CH1接STACH2接SRA,觀察這兩個(gè)信號(hào)波形是否相同。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。6.用示波器定性觀察PCM編譯碼器的動(dòng)態(tài)范圍。將低失真頻信號(hào)發(fā)生器輸生的1khz正弦信號(hào)從STA-IN輸入到MC14550端碼器。示波器的CH1接STACH2接SRA將信號(hào)幅度分別調(diào)至大于5Vpp、等于5Vpp,觀察過(guò)載和滿載時(shí)的

11、譯碼輸曲波形。在將信號(hào)幅度分別減至10db、20db、30db、40db、45db、50db,觀察譯碼輸曲波形。7.兩人通話實(shí)驗(yàn)本模塊提供兩個(gè)人的通話信道。于麥克風(fēng)輸生的信號(hào)幅度比較小，需放大到2Vpp左右再STA和STB輸入到兩個(gè)編碼器。譯碼器輸由信號(hào)SRAffiSRB由，將幅度較大，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(guò)調(diào)整可調(diào)電阻R18來(lái)改變輸由增益。在語(yǔ)音輸由放大電路中，可以通過(guò)調(diào)整可調(diào)電阻R12和R22來(lái)改變輸由音量。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，只需將話筒輸由信號(hào)從MIC_OU端口連接到STA,再將譯碼后的語(yǔ)音信號(hào)從SRA連接到MIC_IN即可，但需將STA或STB端口的原有連接

12、去除。五、實(shí)驗(yàn)記錄與分析1 .用示波器觀察STASTB,將其幅度調(diào)至2VO實(shí)驗(yàn)中，從示波器中可以讀由，輸入編碼器的信號(hào)頻率存在fA=fB,且頻率等于1Khz,幅度等于2V。2 .用示波器觀察PCM®碼輸由信號(hào)。分析如下：SL0是PCMM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，編碼輸由的位置仍在相應(yīng)的時(shí)隙。編碼輸由總會(huì)延遲與輸入。其中第2個(gè)時(shí)隙是A信號(hào)，2,5,7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譯碼輸由信號(hào)示波器的CH1接STACH2接SRA,觀察這兩個(gè)信號(hào)波形是否相同。示波器的CH1接STB,CH2接SRB,觀察這兩個(gè)信號(hào)波形是否相同分析如下:譯碼輸由比輸入有細(xì)小的相位差，即在時(shí)間上滯后。4.用示波器定性觀察PC嘛譯碼器的動(dòng)態(tài)范圍。分析如下：過(guò)載時(shí)，波形會(huì)失真，當(dāng)衰減加大時(shí)，這個(gè)噪聲會(huì)加大，導(dǎo)致波形會(huì)比較嚴(yán)重的失真。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求及思考題1 .整理實(shí)驗(yàn)記錄，畫由量化信噪比與編碼器輸入信號(hào)之間的關(guān)系曲線以及譯碼輸由信號(hào)幅度與編碼輸入信號(hào)頻率之間的關(guān)系曲線。2 .設(shè)PCM通信系統(tǒng)傳輸兩品M舌音，每幀3個(gè)時(shí)隙，每路話音占一個(gè)時(shí)隙，另一個(gè)時(shí)隙為幀同步時(shí)隙，