實驗六 PCM編譯碼與A

...wd......wd......wd...實驗六PCM編譯碼及A/μ律轉(zhuǎn)換實驗一、實驗?zāi)康恼莆彰}沖編碼調(diào)制與解調(diào)的原理。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。了解脈沖編碼調(diào)制信號的頻譜特性。熟悉了解W681512。二、實驗器材主控&信號源模塊、1號、3號模塊各一塊雙蹤示波器一臺連接線假設(shè)干三、實驗原理1、實驗原理框圖圖2-11號模塊W681512芯片的PCM編譯碼實驗圖2-23號模塊的PCM編譯碼實驗圖2-3A/μ律編碼轉(zhuǎn)換實驗四、實驗步驟實驗工程一測試W681512的幅頻特性概述：該工程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)展連線。源端口目的端口連線說明信號源：A-OUT模塊1：TH5(音頻接口)提供音頻信號信號源：CLK模塊1：TH11(編碼時鐘)提供編碼時鐘信號信號源：CLK模塊1：TH18(譯碼時鐘)提供譯碼時鐘信號信號源：FS模塊1：TH9(編碼幀同步)提供編碼幀同步信號信號源：FS模塊1：TH10(譯碼幀同步)提供譯碼幀同步信號模塊1：TH8(PCM編碼輸出)模塊1：TH7(PCM譯碼輸入)接入譯碼輸入信號2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【PCM編碼】→【1號模塊】→【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方波；編碼及譯碼幀同步信號FS為8KHz。4、實驗操作及波形觀測?！?〕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1的音頻輸出2，觀測信號的幅頻特性。注：頻率改變時可根據(jù)實驗需求自行改變頻率步進(jìn)，例如50Hz~250Hz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：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答：速率為2.045MHZ認(rèn)真分析W681512主時鐘與8KHz幀收、發(fā)同步時鐘的相位關(guān)系。答：主時鐘與8KHz幀收同步時鐘，8KHz收同步時鐘的周期為125us，第n個幀同步信號與主時鐘相位一樣，第n+1個與主時鐘相位相反。實驗工程二PCM編碼規(guī)則驗證概述：該工程是通過改變輸入信號幅度或編碼時鐘，比照觀測A律PCM編譯碼和μ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)展連線。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】→【3號模塊】→【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。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)。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，保持示波器設(shè)置不變?！?〕再把3號模塊設(shè)置為【μ律編碼觀測實驗】，重復(fù)步驟〔1〕〔2〕〔3〕。將記錄μ律編碼相關(guān)波形。A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：μ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：比照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)生變化答：信號幅度對波形的影響很小，信號頻率f看不出明顯的規(guī)律。f的變化對波形沒有任何影響。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。答：PCM解碼信號幅度急劇減小。實驗工程三PCM編碼時序觀測概述：該工程是從時序角度觀測PCM編碼輸出波形。1、連線和主菜單設(shè)置同實驗工程二。2、用示波器觀測FS信號與編碼輸出信號，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答：PCM是數(shù)字編碼。它將每個通道的指令數(shù)字化了，所以用示波器會看到這各編碼總是在變化中的。實驗工程四PCM編碼A/μ律轉(zhuǎn)換實驗概述：該工程是比照觀測A律PCM編碼和μ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)展連線。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/μ律--in接入編碼輸出信號模塊3：A/μ--out模塊1：PCM譯碼輸入將轉(zhuǎn)換后的信號送入譯碼單元信號源：CLK模塊1：譯碼時鐘提供譯碼時鐘信號信號源：FS模塊1：譯碼幀同步提供譯碼幀同步信號信號源：CLK模塊1：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號模塊】→【A轉(zhuǎn)μ律轉(zhuǎn)換實驗】。再設(shè)置【1號模塊】→【第一路PCM編譯碼方式】→【μ律PCM編譯碼】，使1號模塊的第一路為μ律編譯碼。調(diào)節(jié)W1主控&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、用示波器比照觀測編碼輸出信號與A/μ律轉(zhuǎn)換之后的信號，觀察兩者的區(qū)別，加以總結(jié)。再比照觀測原始信號和恢復(fù)信號。設(shè)置主控菜單，選擇【μ轉(zhuǎn)A律轉(zhuǎn)換實驗】，并將1號模塊對應(yīng)設(shè)置成A律譯碼。然后按上述步驟觀測實驗波形情況。五、實驗報告1、分析實驗電路的工作原理，表達(dá)其工作過程。圖2-1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，根據(jù)芯片功能可選擇不同編碼時鐘進(jìn)展編譯碼。在本實驗的工程一中以編碼時鐘取64K為根基進(jìn)展芯片的幅頻特性測試實驗。圖2-2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〕?？够鞛V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，μ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。P