PCM编译码实验.docx

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PCM编译码实验

硬件实验二

一、实验名称

PCM编译码实验

2、实验目的

1.掌握PCM编译码原理。

2.掌握PCM基带信号的形成过程及分接过程。

3.掌握语音信号PCM编译码系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。

3、实验仪器

1.双踪示波器一台

2.通信原理Ⅵ型实验箱一台

3.M3:

PCM与ADPCM编译码模块和M6数字信号源模块

4.麦克风和扬声器一套

4、实验内容与实验步骤

1．实验连线

关闭系统电源，进行如下连接：

源端口

目的端口

正弦信号源：

OUT1

PCM&ADPCM编译码单元：

STA

正弦信号源：

OUT2

PCM&ADPCM编译码单元：

STB

PCM&ADPCM编译码单元：

PCMAOUT

PCM&ADPCM编译码单元：

PCMAIN

PCM&ADPCM编译码单元：

PCMBOUT

PCM&ADPCM编译码单元：

PCMBIN

PCM&ADPCM编译码单元：

PCM_IN

PCM&ADPCM编译码单元：

PCM_OUT

2.熟悉PCM编译码模块，开关K1接通SL1（或SL3、SL5、SL6），打开电源开关。

3．用示波器观察STA、STB，将其幅度调至2V。

4.用示波器观察PCM编码输出信号。

●当采用非集群方式时：

⏹测量A通道时：

将示波器CH1接SLA（示滤波器扫描周期不超过SLA的周期，以便观察到一个完整的帧信号），CH2接PCMAOUT，观察编码后的数据与时隙同步信号的关系。

⏹测量B通道时：

将示波器CH1接SLB，（示滤波器扫描周期不超过SLB的周期，以便观察到一个完整的帧信号），CH2接PCMBOUT，观察编码后的数据与时隙同步信号的关系。

●当采用集群方式时：

将示波器CH1接SL0，（示滤波器扫描周期不超过SL0的周期，以便观察到一个完整的帧信号），CH2分别接SLA、PCMAOUT、SLB、PCMBOUT以及PCM_OUT，观察编码后的数据所处时隙位置与时隙同步信号的关系以及PCM信号的帧结构（注意：

本实验的帧结构中有29个时隙是空时隙，SL0、SLA及SLB的脉冲宽度等于一个时隙宽度）。

开关S2分别接通SL1、SL2、SL3、SL4，观察PCM基群帧结构的变化情况。

5.用示波器观察PCM译码输出信号

●示波器的CH1接STA，CH2接SRA，观察这两个信号波形是否相同（有相位差）。

●示波器的CH1接STB，CH2接SRB，观察这两个信号波形是否相同（有相位差）。

6.用示波器定性观察PCM编译码器的动态范围。

将低失真低频信号发生器输出的1KHZ正弦信号从STA-IN输入到MC145503编码器。

示波器的CH1接STA（编码输入），CH2接SRA（译码输出）。

将信号幅度分别调至大于5VP-P、等于5VP-P，观察过载和满载时的译码输出波形。

再将信号幅度分别衰减10dB、20dB、30dB、40dB、45dB、50dB，观察译码输出波形（当衰减45dB以上时，译码输出信号波形上叠加有较明显的噪声）。

7.定量测试PCM编译码器的频率特性。

频率特性测试框图如图所示。

将输入信号电压调至2Vp-p左右，改变信号频率，测量译码输出信号幅度，将测试结果填入表中。

频率特性测试框图

输入信号

频率（KHZ）

4

3.8

3.6

3.4

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.3

0.2

0.1

输出信号

幅度（V）

8.两人通话实验

本模块提供了两个人通话的信道。

由于麦克风输出的信号幅度比较小，需放大到2Vp-p左右再由STA和STB输入到两个编码器。

译码器输出信号由SRA和SRB输出，其幅度较大（与STA-IN、STB-IN相同），需衰减到适当值后再送给扬声器。

在话筒输入放大电路中，可以通过调整可调电阻R18来改变输出增益。

在语音输出放大电路中，可以通过调整可调电阻R12和R22来改变输出音量。

在实验时，只需将话筒输出信号从MIC_OUT端口连接到STA（或STB），再将译码后的语音信号从SRA（或SRB）连接到MIC_IN即可，但需将STA或STB端口的的原有连线去除。

五、实验结果记录与分析

1.用示波器观察STA、STB如下，幅度为2V

2.用示波器观察PCM编码输出信号

（1）当采用非集群方式时：

A通道SLA与PCMAOUT波形如下

B通道SLB与PCMBOUT波形如下

（2）当采用集群方式时：

SL0与SLA波形如下

SL0与PCMAOUT波形如下

SL0与SLB波形如下

SL0与PCMBOUT波形如下

SL0与PCMOUT波形如下（S2接SL1）

SL0与PCMOUT波形如下（S2接SL2）

SL0与PCMOUT波形如下（S2接SL3）

SL0与PCMOUT波形如下（S2接SL4）

结论：

SL0是PCM基群的时隙同步信号，信号A,B信号插入到相应的时隙，编码输出的位置仍在相应的时隙。

编码输出总会延迟与输入。

其中第2个时隙是A信号，3,5,6时隙都是B信号。

每一路信号能单独测试，最终复接正确输出。

3.用示波器观察PCM译码输出信号

STA与SRA波形如下

结论：

译码输出比输入有细小的相位差，即在时间上滞后。

STB与SRB波形如下

结论：

译码输出比输入有细小的相位差，即在时间上滞后。

4.用示波器定性观察PCM编译码器的动态范围。

幅度大于5VP-P时STA（编码输入）与SRA（译码输出）波形图

幅度等于5VP-P时STA（编码输入）与SRA（译码输出）波形图

衰减10dB波形图

衰减20dB波形图

衰减30dB波形图

衰减40dB波形图

衰减40dB以上波形已看不清译码输出波形有明显的噪声

结论：

当幅度衰减40dB以上时译码输出波形有明显的噪声。

5.定量测试PCM编译码器的频率特性

表格记录如下:

输入信号频率（KHZ）

4

3.8

3.6

3.4

3

2.5

2

1.5

1

0.5

0.3

0.2

0.1

输出信号幅度（V）

0.06

0.2

0.8

1.7

1.9

1.9

1.9

1.9

1.9

1.9

1.9

1.8

0.5

6．思考题及总结

1.整理实验记录，画出译码输出信号幅度与编码输入信号频率之间的关系曲线。

答：

实验数据记录如上表所示，关系曲线如下:

2.设PCM通信系统传输两路话音，每帧三个时隙，每路话音各占一个时隙，另一个时隙为帧同步时隙，使用TP3057编译码器。

求：

（1）编码器的抽样信号频率及时钟信号频率，以及两个抽样信号之间的相位关系。

（2）时分复用信号码速率、帧结构。

（3）采用PCM基带传输，线路码为HDB3码，设计此通信系统的详细方框图以及PCM编译码电路。

（4）采用PCM/2DPSK频带传输，设计此通信系统的详细方框图。

答：

7．

七、实验心得

本次硬件实验中，我们做了关于PCM编译码实验，对此部分的知识有了更深的了解,进一步理解了PCM编码的原理。

在本学期所学课程《通信原理》中，我们学习了相关知识理论知识，通过这次硬件实验，更加加深了对课本知识的理解，将理论运用于了实践，也锻炼自己了独立思考能力以及解决问题分析问题能力。