增量调制编码系统实验报告.docx

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增量调制编码系统实验报告

增量调制编码系统实验报告

篇一：

实验十增量调制编译码系统实验

　　实验报告

　　课程名称通信原理

　　实验成绩

　　指导教师栗海生

　　实验十增量调制编译码系统实验

　　院系信息工程学院班级08电信二班学号姓名日期XX年12月25日

　　一、实验目的

　　1.掌握增量调制编译码的基本原理，并理解实验电路的工作过程。

　　2.了解不同速率的编译码，以及低速率编译码时的输出波形。

　　二、实验所用仪器

　　1．双踪示波器

　　2．信号发生器

　　3．通信原理实验箱

　　三、实验电路工作原理

　　增量调制编码实验

　　并画出波形。

（2）用外加信号源输入音频信号，保持f=800Hz不变，改变信号幅度再重复观测TP201～TP205各点波形。

　　（3）输入音频信号保持幅度不变，改变信号的频率再逐点观测TP201～TP205各点波形。

　　（4）用外加信号源输入音频信号，保持f=800Hz不变，幅度也保持不变，而改变工作时钟频率，即由开关K201来选择时钟信号，即：

　　1脚与2脚相连为64KHz；2脚与3脚相连为32KHz；

　　5脚与6脚相连为16KHz；6脚与7脚相连为8KHz；

　　再观测TP201～TP205各点波形，如图8－6与图8-7所示。

并分析测试结果。

同时要注意时间相位关系。

　　五、实验步骤及注意事项

　　1.做增量调制编码时，跳线开关接通设置：

　　K201：

调制电路工作时钟开关。

　　1—2：

64KHz方波时钟；

　　2—3：

32KHz方波时钟；

　　5—6：

16KHz方波时钟；

　　6—7：

8KHz方波时钟。

　　K801：

解调电路工作时钟选择开关。

　　1—2：

64KHz方波时钟；

　　2—3：

32KHz方波时钟；

　　5—6：

16KHz方波时钟；

　　6—7：

来自PSK的32KHz方波时钟。

　　J801：

1—2：

增量调制编码电路的数字信号输出波形；

　　5—6：

来自PSK解调电路的数字基带信码。

　　注意：

解调工作时钟应与调制工作时钟一致。

因此，单独调制时可有四种工作时钟可选；解调时，只有三种工作时钟可选。

　　2．不加音频信号输入时，测量TP201-TP205各点波形，特别注意TP202、TP205两点波形。

　　3．用外部信号经输入音频信号，频率800Hz，幅度峰峰2伏，,从S107输入，J106选择外模拟输入，J104选择CVSD，测量TP201-TP205各点波形，特别注意TP202、TP205两点波形。

　　4．用内同步正弦波信号源输入，J106选择同步输入，J104选择CVSD，测量TP201-TP205各点波形，特别注意TP202、TP205各点波形。

　　5．用内非同步正弦波信号源输入，J106选择非内同步输入，J104选择CVSD，测量TP201-TP205各点波形，特别注意TP202、TP205两点波形。

　　6．实验步骤同步骤3。

　　7．用音乐信号源输入，J106选择音乐输入，J104选择CVSD，测量TP201-TP205各点波形，特别注意TP202、TP205两点波形。

　　8．用电话信号源输入，电话接口从J103水晶头接入，J106选择模拟电话，J104选择CVSD，测量TP201-TP205各点波形，特别注意TP202、TP205两点波形。

　　9.做增量调制译码时，必须使?

M编码实验工作正常。

解调工作时钟应与调制工作

　　10.外加信号输入要注意幅度及其频率。

　　六、测量点说明

　　TP201：

输入300～3400Hz的正弦波（J106选择）。

若幅度过大，则被限幅电路限幅

　　成方波了，因此信号波形幅度尽量小一些，方法是，可改变外部信号源的幅

　　度大小，或调节电位器W108。

　　TP202：

增量调制编码电路的本地译码信号输出波形。

其输出波形与TP201相近似，

　　但它的上升斜率和下降斜率不同。

　　TP203：

增量调制编码电路的工作时钟输入波形，工作频率为64KHz或32KHz或16KHz

　　或8KHz，它由开关K201的选择来决定时钟信号：

　　1脚与2脚相连为64KHz；2脚与3脚相连为32KHz；

　　5脚与6脚相连为16KHz；6脚与7脚相连为8KHz；

　　TP204：

一致脉冲信号输出波形，它随输入信号波形的变化而变化。

　　TP205：

增量调制编码电路的数字信号输出波形。

　　TP801：

增量调制译码电路的工作时钟输入波形，工作频率为64KHz或32KHz或16KHz，

　　它由开关K801的选择来决定：

　　1脚与2脚相连为64KHz时钟信号

　　2脚与3脚相连为32KHz时钟信号

　　5脚与6脚相连为16KHz时钟信号

　　6脚与7脚相连为来自PSK再生时钟32KHz的时钟信号

　　TP802：

增量调制译码电路的数字信号输入波形。

　　开关J801的作用：

　　1端与2端相连，增量调制编码电路的数字信号输出波形，即：

TP802=TP205

　　5端与6端相连，来自PSK解调电路的解调数字基带信码

　　TP803：

增量调制译码电路的本地译码电路模拟信号输出波形。

　　其输出波形与TP202相近似，即经过二次积分网络后输出的波形。

　　七、实验总结

　　通过本次试验，初步掌握增量调制编译码的基本原理，并理解实验电路的工作过程。

了解不同速率的编译码，以及低速率编译码时的输出波形。

　　八、实测增量调制各点波形图

　　1、CPLD内非同步正弦信号源输入，测出的201～TP205各点波形

　　跳线：

K2015-6接通编码电路工作时钟16KHZ

　　J106：

选择《非内同步输入》；J104：

CVSD接通

　　TP201：

内非同步正弦信号源输入

　　TP202：

增量调制编码电路的本地译码信号输出波形

　　TP203：

（K2015--616KHZ）增量调制编码电路的工作时钟输入波形

　　上图：

TP202：

增量调制编码电路的本地译码信号输出波

　　下图：

TP205：

增量调制编码电路的数字信号输出波形

　　2、外加信号源，f=800Hz不变，信号幅度1.5V测出的TP201～TP205各点波形。

跳线：

K2015-6接通编码电路工作时钟16KHZ

　　J104：

CVSD接通;J107信号发生器输入信号；J106外模入

　　上图：

TP201：

输入的正弦波信号下图:

TP20316KHZ工作时钟

　　TP202：

增量调制编码电路本地译码信号输出波形

　　上图：

TP202：

增量调制编码电路的本地译码信号输出波

　　下图：

TP205：

增量调制编码电路的数字信号输出波形

　　3、外加信号源输入，f=1KHz，幅度0.5V，测出的201～TP205各点波形，

　　跳线：

K2015-6接通编码电路工作时钟16KHZ

　　J104：

CVSD接通;J107信号发生器输入信号；J106外模入

　　TP201：

输入正弦波信号

　　TP202：

增量调制编码电路的本地译码信号输出波形

　　TP203：

增量调制编码电路的64KHZ工作时钟输入波形

　　TP205：

增量调制编码电路的数字信号输出波形

　　增量调制的译码实测波形图

　　外加信号源输入，f=800Hz，幅度0.7V，测出的TP801～TP803各点波形，

　　跳线：

K2015--616KHZ编码电路工作时钟、K8015—6译码电路16KHZ时钟、J8011—2增量调制、J104：

CVSD接通】

　　J107信号发生器输入信号、J106外模入

　　TP801：

增量调制译码电路的工作时钟输入波形

　　TP802：

增量调制译码电路的数字信号输入波形

　　TP803：

增量调制译码电路模拟信号输出波形同TP202

篇二：

增量调制编码实验

　　实验十一增量调制编码实验

　　实验A增量调制CVSD（△M）编码实验

　　工作时钟可变状态下△M编码比较实验

　　【实验目的】

　　1.掌握增量调制编码的基本原理，并理解实验电路的工作过程。

　　2.了解不同速率的编码，以及低速率编码时的输出波形。

　　【实验环境】

　　1、分组实验：

两人一组或者单人

　　2、设备：

实验箱一台

　　函数发生器一台

　　示波器一台

　　【实验原理】

　　增量调制是由PCM发展而来的模拟信号数字化的一种编码方式，它是PCM的一种特例。

增量调制编码基本原理是指用一位编码，这一位码不是表示信号抽样值的大小，而是表示抽样幅度的增量特性，即采用一位二进制数码“1”或“0”来表示信号在抽样时刻的值相对于前一个抽样时刻的值是增大还是减小，增大则输出“1”码，减小则输出“0”码。

输出的“1”，“0”只是表示信号相对于前一个时刻的增减，不表示信号的绝对值。

实验原理图如图1所示：

　　【实验步骤】

　　按照实验原理图将各功能模块进行连接，逐一进行实验。

发送端加入信号源，最后从接收端还原出信号。

（1）用CPLD产生的信号夹道增量调制电路中，测量TP201~TP205各

　　点的波形，并画出波形。

（2）用外加信号源输入音频信号，保持f=800Hz不变，改变信号幅度

　　再重复观测TP201~TP205各点波形。

　　（3）输入音频信号保持幅度不变，改变信号的频率再逐点观测

　　TP201~TP205各点波形。

　　（4）用外加信号源输入音频信号，保持f=800Hz不变，幅度也保持不

　　变，而改变工作时钟频率，即由开关K201来选择时钟信号，即：

　　1脚与2脚相连为64KHz;3脚与4脚相连为64KHz；

　　5脚与6脚相连为64KHz;6脚与7脚相连为64KHz；

　　（5）再观测TP201~TP205各点波形，如图所示。

并分析测试结果。

同

　　时要注意时间相位关系。

　　【实验记录】

　　1、实验小组及其成员

　　2、实验数据记录和分析

　　1．外加模拟信号源的输入信号与再生话音信号（积分器输出端信号）

　　2.外加模拟信号源的输入信号与一致脉冲输出。

　　3.外加模拟信号源的输入信号与数字信号输出

　　4.工作时钟

　　【思考题】

　　1.△M与PCM的异同

　　答：

△M与PCM都是用二进制代码去表示模拟信号的编码方式。

但是，在PCM中，代码表示样值本身的大小，所需码位数较多，从而导致编译码设备复杂;而在△M中，它只用一位编码表示相邻样值的相对大小，从而反映出抽样时刻波形的变化趋势，与样值本身的大小无关。

　　2.增量调制的基本思想

　　答：

一个语音信号，如果抽样速率很高（远大于乃奎斯特速率），抽样间隔很小，那末相邻样点之间的幅度变化不会很大，相邻抽样值的相对大小（差值）同样能反映模拟信号的变化规律。

若将这些差值编码传输，同样可传输模拟信号所含的信息。

此差值又称“增量”，其值可正可负。

这种用差值编码进行通信的方式，就称为“增量调制”（DeltaModulation）,缩写为DM或△M。

篇三：

增量调制与码型变换实验

　　增量调制与码型变换实验

　　一、实验目的

　　1、掌握增量调制编码的基本原理，并理解实验电路的工作过程。

　　2、观察分析增量调制编码输出波形。

　　3、了解几种常见的数字基带信号。

　　4、掌握常用数字基带传输码型的编码规则。

　　二、实验内容

　　1、观察增量调制编码各点处的波形并记录下来。

　　2、观察NRZ码、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码

　　经过码型反变换后的输出波形。

　　三、实验原理

（1）增量调制部分

　　增量调制简称为△M，它是继PCM后出现的又一种模拟信号数字化方法。

　　△M系统组成框图：

（2）码型变换部分

　　NRZ码的全称是单极性不归零码，在这种二元码中用高电平和低电平（这里为零电平）分别表示二进制信息“1”和“0”，在整个码元期间电平保持不变。

　　RZ码的全称是单极性归零码，与NRZ码不同的是，发送“1”时在整个码元期间

　　高电平只持续一段时间，在码元的其余时间内则返回到零电平。

　　HDB3码的全称是三阶高密度双极性码，其编码规则如下：

将4个连“0”信息码用取代节“000V”或“B00V”代替，当两个相邻“V”码中间有奇数个信息“1”码时取

　　代节为“000V”；有偶数个信息“1”码（包括0个）时取代节为“B00V”，其它的信息“0”码仍为“0”码，这样，信息码的“1”码变为带有符号的“1”码即“+1”或“－

　　1”

　　BPH码的全称是数字双相码，又叫分相码或曼彻斯特码（Manchester，其编码规则之一是：

　　（零相位的一个周期的方波）；

　　（π相位的一个周期的方波）

　　四、实验记录与分析

（1）增量调制部分

　　将信号源模块产生的频率为2KHz、峰-峰值为1V左右的正弦波从信号输入点“S-IN”输入模拟信号数字化模块，将信号源模块中的信号输出点“64K”与模拟信号数字化模块中的信号输

　　入点“64K”连接，观察“本地译码”、“一次积分”、“一致脉冲”、“ΔM调制输出”各点输出的波形结果如下：

　　本地译码一次积分

　　一致脉冲调制输出

　　解调输出

　　分析：

消息信号m（t）与来自积分器的信号m′（t）相减后得到量化误差信号e（t）。

如果在抽样时

　　刻e（t）>0，判决器（比较器）输出则为“1”；反之e（t）　　

（2）码型变换部分

　　将位同步信号频率设为4KHz，分别将信号源模块与码型变换模块上以下四组输入/输出点用连接线连接：

BS与BS、FS与FS、2BS与2BS、NRZ与NRZ。

观察码型变换模块上其余各点输出的波形。

当设置NRZ为全零时，NRZHDB3、BPH结果如下：

　　当设置NRZ为第一位为1,其他为0时，结果如下：

　　分析：

当NRZ码全为0时，按照其各自编码规则，由理论算的

　　HDB3码为...000+V-B00–V+B00+V-B00-V...

　　BPH码为：

...0101010101010101010101...

　　与图中所得结果相符。

　　五、实验思考题

　　1、增量调制和PCM的比较认识。

　　答：

增量调制和PCM都是常用的模拟信号数字化的方法。

（1）在比特率较低时，增量调制的量化信噪比高于PCM；

（2）增量调制的抗误码性能好。

能工作于误比特率为10-2～10-3的信道，而PCM

　　-4-6则要求误比特率为10～10；

　　（3）增量调制的编译码器比PCM简单。

　　2、在分析电路的基础上回答：

为什么本实验HDB3码编、解码电路只能在输入信号是码长为24位的周期性NRZ码时才能正常工作？

　　答：

因为该电路采用帧同步控制信号，而1帧包含24位，所以当NRZ码输入电路到第24位时，帧同步信号给一个脉冲，使得电路复位。

HDB3码再重新对NRZ码进行编译。

且HDB3码电路对NRZ进行编译的第一位始终是固定的值。

因此AMI、CMI编译码电路只能在输入信号是码长为24位的周期性NRZ码才能正常工作。

　　3、根据实验观察（示波器双踪，一路为BS），归零码和不归零码的特点。

　　答：

归零码，与非归零码码不同的是，发送“1”时在整个码元期间高电平只持续一段时间，在码元的其余时间内则返回到零电平，因而归零码在信道上占用的频带较宽。

　　非归零码，在这种二元码中用高电平和低电平分别表示二进制信息“1”和“0”，在整个码元期间电平保持不变。

需要用某种方法使发送器和接收器之间进行定时或同步。

　　4、什么是基带信号，基带传输的线路码型考虑原则是什么？

　　答：

基带信号就是信源发出的没有经过调制的原始电信号，其特点是频率较低，信号频

　　谱从零频附近开始，具有低通形式。

根据原始电信号的特征，基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号（相应地，信源也分为数字信源和模拟信源。

）其由信源决定。

　　基带传输的线路码型考虑原则是：

（1

）线路传输码的频率中无直流分量和只有很小的低频分量，

（2）线路传输码的编译码过程应与信源的统计特性无关，（3）便于从基带信号中提取定时信息，（4）基带传输信号具有内在的检错能力，（5）尽可能提高传输码型的传输效率。

　　5、BPH曼彻斯特编码解决了什么具体问题？

　　答：

BPH曼彻斯特编码一般被用于以太网媒介系统中。

解决了接收端捕捉同步信息较难的问题。

它是将时钟和数据包含在数据流中，在传输代码信息的同时，也将时钟同步信号一起传输到对方，每位编码中有一跳变，不管0或1，这样就不会因为一长串的0使得同步信息丢失而产生影响使得接收端对所接收的二进制码元漏判或错判。

但每一个码元都诶调成两个电平，所以数据传输速率只有调制速率的一半。

　　6、复习各种编码的编码规则。

全零基带信号的HDB3码是什么？

　　答：

当NRZ码全为0时，按照其各自编码规则

　　HDB3码为...000+V-B00–V+B00+V-B00-V...

　　7、示波器双踪观察时，NRZ和HDB3信号能否逐位对齐，试分析为什么？

　　答：

不能。

因为DHB3在编码时，为了避免4个以上的0连续出现而加入了V码和B码进行调制，故NRZ和HDB3信号并不能逐位对齐。

　　六、实验小结

（1）本次实验，让我们对增量调制这一模拟信号数字化方法有了更为深入的了解，包括其系统组成，以及各级电路的工作原理与作用。

通过实际观察与记录，深化了对相关知识的掌握。

（2）在码型变换实验中，我们再次了解归零码与非归零码的几种常见波形及其

　　区别，包括几种常见的编码和编码规则。

如AMI码，HDB3码，BPH码等。

并在实际的计算之后与所得图形相比，理论结合实际，从而加深了印象。

　　（3）本次实验总的来说主要学习了增量调制的方法与一些常见的编码方式，当

　　然依旧还有一些问题需要去多加的思考，比如抑制量化噪声的方法还有哪些？

不同的编码方式个主要应用在哪些领域等。