Pcm编译码实验报告Word格式.docx
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图121号模块w681512芯片的PCM编译码实验
图23号模块的PCM编译码实验
图3~µ
律编码转换实验
2、实验框图说明
图1中描述的是信号源经过芯片W681512经行PcM编码和译码处理。
w681512的芯片工作主时钟为2o48KHz,根据芯片功能可选择不同编码时钟进行编译码。
在本实验的项目一中以编码时钟取64K为基础进行芯片的幅频特性测试实验。
图2中描述的是采用软件方式实现PcM编译码,并展示中间变换的过程。
PcM编码过程是将音乐信号或正弦波信号,经过抗混叠滤波(其作用是滤波3.4kHz以外的频率,防止A/D转换时出现混叠的现象)。
抗混滤波后的信号经A/D转换,然后做PcM编码,之后由于G.711协议规定A律的奇数位取反,µ
律的所有位都取反。
因此,PcM编码后的数据需要经G.711协议的变换输出。
PcM译码过程是PcM编码逆向的过程,不再赘述。
A/µ
律编码转换实验中,如实验框图3所示,当菜单选择为A律转µ
律实验时,使用3号模块做A律编码,A律编码经A转µ
律转换之后,再送至21号模块进行µ
律译码。
同理,当菜单选择为µ
律转A律实验时,则使用3号模块做µ
律编码,经l,转A律变換后,再送入21号模块进行A律译码。
四、实验步骤
实验项目一测试w68l512的幅频特性
概述:
该项目是通过改变输入信号频率,观测信号经w681512编译码后的输出幅频特性,了解芯片w681512的相关性能。
1、关电,按图1所示进行连线。
2、开电,设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【PCM编码】→【A律编码观测实验】。
调节w1主控&
信号源使信号A_0UT输出峰峰值为3V左右。
将模块21的开关Sl拨至“A-Law”,即完成A律PCM编译码。
3、此时实验系统初始状态为:
设置音频输入信号为峰峰值3V,频率1KHz正弦波;
PCM编码及译码时钟CLK为64KHz方波;
编码及译码帧同步信号FS为8KHz。
4、实验操作及波形观测。
(1)调节模拟信号源输出波形为正弦波,输出频率为50Hz,用示波器观测A-out,设置A_out峰峰值为3V。
(2)将信号源频率从50Hz增加到4oooHz,用示波器接模块21的音频输出,观测信号的幅频特性。
实验项目二PCM编码规则验证
该项目是通过改变输入信号幅度或编码时钟,对比观测A律PcM编译码和µ
律PcM编译码输入输出波形,从而了解PcM编码规则。
1、关电,按图2所示进行连线。
调节w1主控&
信号源使信号A_0UT输出峰峰值为3v左右。
设置音频输入信号为峰峰值3V,频率1KHz正弦波,PcM编码及译码时钟cLK为64KHz;
编码及译码帧同步信号FS为8KHz。
4、实验操作及波形观测。
(1)以Fs为触发,观测编码输入波形。
示波器的DIV(扫描时间)档调节为1oOus。
将正弦波幅度最大处调节到示波器的正中间,记录波形。
(2)在保持示波器设置不变的情况下,以FS为触发观察PCM量化输出,记录波形。
五、实验结果
图53K+1K输入波形和用于抽样方波波形对比
图6译码输出和输入波形对比
图7输入3K+1K信号频谱
图8译码输出频谱
图9编码输出频谱
图10译码输出和编码输出波形
图11译码输出和输入波形
图12译码输出频谱
图13输入波形频谱
图14clk和fs波形对比
图15编码输出和clk波形对比
图164KHz正弦输入波形和64KHz的clk波形
图17抽样波形和编码输出波形对比
图18clk波形与编码输出波形对比
六、思考题
(1)PCM的速率是多少,ADPCM的速率又是多少?
有何意义?
今天VoIP采用什么样的信源编码(请查找资料)?
答:
PCM的速率是64kbps,ADPCM的速率是32kbps,意义:
ADPCM标准是一个代码转换系统,以实现64kbpsA律或μ律PCM速率与32kbps速率之间的相互转换。
现代通信应用中常见的信源编码方式有:
Huffman编码、算术编码、L-Z编码,这三种都是无损编码,另外还有一些有损的编码方式。
(2)实验中接收译码的时钟来自于发送端编码器的,而实际的通信系统中接收译码时钟怎么得到?
(即时钟同步问题)
在数字传输系统或设备的标准接口上,信码与时钟信号总是成对出现的。
但是在数字传输系统部,为了节省信道,通常是把时钟信号与信码综合到一起传输。
在发信端把两者合并起来,到收信端再把它们分开。
在收信端进行信号分离时,通常是首先提取时钟信号,然后再借助于时钟信号来识别信码。
时钟信号就是定时信号,用来同步
△m编译码实验报告
1、掌握简单增量调制的工作原理。
2、理解量化噪声及过载量化噪声的定义,掌握其测试方法。
3、了解简单增量调制与cvsD工作原理不同之处及性能上的差别。
信号源模块、21号、3号模块
1、Am编译码
(1)实验原理框图
图一△m编译码框图
(2)实验框图说明
编码输入信号与本地译码的信号相比较,如果大于本地译码信号则输出正的量阶信号,如果小于本地译码则输出负的量阶。
然后,量阶会对本地译码的信号进行调整,也就是编码部分″+″运算。
编码输出是将正量阶变为1,负量阶变为0。
如译码的过程实际上就是编码的本地译码的过程。
四、实验步骤.
实验项目一△M编码规则实验
该项目是通过改变输入信号幅度,观测△M编译码输出波形,从而了解和验证△M增量调制编码规则。
1、关电,按图一所示进行连线。
2、开电,设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【△m及cvSD编译码】→【Δm编码规则验证】。
调节信号源W1使A-0uT的峰峰值为1V。
3、此时系统初始状态为:
模拟信号源为正弦波,幅度为1v,频率为400Hz;
编码和译码时钟为32KHz方波。
对比X如j模块3的信源延时和编码输出,然后对比信源延时和本地译码。
实验项目二量化噪声观测
该项目是通过比较观测输入信号和△M编译码输出信号波形,记录量化噪声波形,从而了解△M编译码性能。
1、实验连线同项目一。
2、开电,设置主控菜单,选择【主菜单】→【Δm及CVSD编译码】→【△m量化噪声观测(400Hz)】→【设置量阶1000】。
调节信号源W1使A-0UT的峰峰值为1V。
示波器的cH1测试“信源延时'
'
cH2测试'
本地译码”。
利用示波器的“减法”功能,所观测到的波形即是量化噪声。
记录量化噪声的波形。
实验项目三不同量阶△M编译码的性能
该项目是通过改变不同△M编码量阶,对比观测输入信号和△M编译码输出信号的波形,记录量化噪声,从而了解和分析不同量阶情况下△M编译码性能。
1、实验连线和菜单设置同项目二。
2、调节信号源W1使A-0UT的峰峰值为3V。
模拟信号源为正弦波,幅度为3V,频率为400Hz,编码和译码时钟为32KHz方波。
示波器的cH1测试“信源延时”,cH2测试“本地译码”。
利用示波器的“减法”功能,所观测到的波形即是量化噪声。
记录量化噪声的波形。
(1)选择“设置量阶3000”,调节正弦波峰峰值为1v,测量并记录量化噪声的波形。
(2)保持“设置量阶3000'
调节正弦波峰峰值为3v,测量并记录量化噪声的波形。
(3)选择“设置量阶6000”,调节正弦波峰峰值为1V,测量并记录量化噪声的波形。
(4)保持“设置量阶6000”,调节正弦波峰峰值为3V,测量并记录量化噪声的波形。
实验项目四ΔM编译码语音传输系统
该项目是通过改变不同△M编码量阶,直观感受音乐信号的输出效果,从而体会△M编译码语音传输系统的性能。
1、关电,按表格所示进行连线。
源端口
目标端口
连线说明
信号源:
CLK
模块3:
TH9(编码一时钟)
提供编码时钟
THl5(译码一时钟)
提供译码时钟
MUSIC
TH5(LPF-IN)
送入低通滤波器
TH6(LPF-〇UT)
TH13(编码一编码输入)
提供编码信号
TH14(编码一编码输出)
TH19(译码一译码输入)
提供译码信号
TH20(译码一译码输出)
模块21:
TH12(音频输入)
送入扬声器
2、开电,设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【Δm及CVSD编译码】→【ΔM语音信号传输】→【设置量阶1000】。
编码输入信号为音乐信号。
调节21号模块“音量'
旋钮,使音乐输出效果最好。
分别“设置量阶1000”、“设置量阶3000”、“设置量阶6000'
比较3种量阶情况下声音的效果。
(设置接量越大,声音效果越差。
)
实验项目五cvsD量阶观测
该项目是通过改变输入信号的幅度,观测cvsD编码输出信号的量阶变化情况,了解cvsD量阶变化规则。
1、连线同项目一。
2、开电,设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【△m及cvsD编译码】→【cvsD量阶观测】。
调节信号源w1使A-0UT的峰峰值为1v。
模拟信号源为正弦波,幅度为1V,频率为400Hz。
编码时钟频率为32㎃。
以“编码输入'
为触发,观测“量阶”。
调节“A-0uT'
的幅度,观测量阶的变化。
实验五、实验结果
图一信源延时和编码输出
图二信源延迟和本地译码
图三时钟和码流信号
图四输入波形和时钟
图五信源延时和本地译码
图六量阶3000正弦波峰峰值1V,量化噪声波形
图七量阶3000正弦波峰峰值3V,量化噪声波形
图八量阶6000正弦波峰峰值1V,量化噪声波形
图九量阶6000正弦波峰峰值3V,量化噪声波形
图十语音量化1000
图十一语音量化3000
图十二语音量化6000
下图为调节“A-0uT'
的幅度,观测量阶的变化的结果图
六、实验思考与分析
1、ΔM的典型速率是多少?
答、16Kb/s和32kb/s。
2、PCM与ΔM的比较。
PCM和△M都是模拟信号数字化的基本方法,△M实际上是DPCM的一种特例。
PCM系统的特点:
多路信号统一编码,一般采用8位编码(语音信号).编码设备复杂,但质量较好。
PCM系统一般用于大容量的干线