PCM编译码系统实验.docx

1、PCM编译码系统实验PCM编译码系统实验【实验目的】1、 掌握PCM编译码原理与系统性能测试；2、 熟悉PCMS译码专用集成芯片的功能和使用方法；3、 学习PCM编译码器的硬件实现电路，掌握它的调整测试方法。二、【实验原理】脉冲编码调制（PCM是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间 离散、取值离散得数字信号在信道中传输。脉冲编码调制是对模拟信号进行抽样, 量化和编码三个过程完成的。PCMS信系统的实验方框图如下图所示在PCM脉冲编码调制中，话音信号经防混叠低通滤波器后进行脉冲抽样，变成时间上离散的PAM永冲序列，然后将幅度连续的PAM脉冲序列用类似于“四舍 五入”办法划归为有限种幅度，

2、每一种幅度对应一组代码，因此PAM永冲序列将 转换成二进制编码序列。对于电话，CCITT规定抽样率为8KHz每一抽样值编8 位码（即为2=256个量化级），因而每话路 PCM码后的标准数码率是64kB。 本实验应用的单路PCM、译码电路是TP3057芯片（见图2-1中的虚线框）。 此芯片采用a律十三折线编码，它设计应用于 PCM 30/32系统中。它每一帧分 32个时隙，采用时分复用方式，最多允许接入 30个用户，每个用户各占据一个 时隙，另外两个时隙分別用于同步和标志信号传送，系统码元速率为 2.048MB各用户PCMS码数据的发送和接收，受发送时序与接收时序控制，它仅在某一个特定的时隙中被

3、发送和接收，而不同用户占据不同的时隙。若仅有一个用户，在 一个PCM帧里只能在某一个特定的时隙发送和接收该用户的 PCk编码数据，在其它时隙没有数据输入或输出。本实验模块中，为了降低对测试示波器的要求，将 PCM帧的传输速率设置为64Kbit/s或128Kbit/s两种，这样增加了编码数据码元的宽度，便于用低端 示波器观测。此时一个PCM帧里，可容纳的PCk编码分别为1路或2路。另外， 发送时序FSX与接收时序FSR使用相同的时序，测试点为34TP01。实验结构框 图已在模块上画出了，实验时需用信号连接线连接 34P02和34P03两铆孔，即将 编码数据直接送到译码端，传输信道可视为理想信道。

4、另外，TP3057芯片内部模拟信号的输入端有一个语音带通滤波器， 其通带为200HZ-4000HZ所以输入的模拟信号频率只能在这个范围内有效。各测量点的作用34TP01:发送时序FSX和接收时序FSR输入测试点，频率为8KHz的矩形窄脉 冲；34TP02: PCM路编译时钟信号的输入测试点；34P01:模拟信号的输入铆孔；34P02 PCM编码的输出铆孔；34P03: PCM译码的输入铆孔；34P04:译码输出的模拟信号铆孔，波形应与 34P01相同。注：一路数字编码输出波形为8比特编码（一般为7个半码元波形，最后半个 码元波形被芯片内部移位寄存器在装载下一路数据前复位时丢失掉），数据的速 率

5、由编译时钟决定，其中第一位为语音信号编码后的符号位， 后七位为语音信号 编码后的电平值。三、【实验仪器和设备】1.PCM/ADPC编译码模块，位号：H2 时钟与基带数据产生器模块，位号:G3.20M双踪示波器1台4.低频信号源1台（选用）5.频率计1台（选用）6.信号连接线3根7.小平口螺丝刀1只四、【基本操作】1.插入有关实验模块：在关闭系统电源的条件下，将“时钟与基带数据发生模块”、“ PCM/ADPC编译码模块”，插到底板“ G H号的位置插座上(具体位置可见底板右下角的“实 验模块位置分布表”)。注意模块插头与底板插座的防呆口一致，模块位号与底 板位号的一致。2.加电：打开系统电源开关

6、，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请 立即关闭电源，查找异常原因。3.PCM勺编码时钟设定：“时钟与基带数据产生器模块”上的拨码器 4SW0籤置“ 01000”，则PCM的编 码时钟为64KHZ(后面将简写为：拨码器4SW02。拨码器4SW02设置“ 01001”， 则PCM的编码时钟为128KHZ4.时钟为64KHZ模拟信号为同步正弦波的 PCM编码数据观察：(1)用专用铆孔导线将 P04 34P01, 34P02、34P03相连。(2)拨码器4SW0戏置“ 01000”，则PCM勺编码时钟为64KHZ(3)双踪示波器探头分别接在测量点 34TP01和34P02,观察抽样脉

7、冲及PCM 编码数据。调节W04电位器，改变同步正弦波幅度，并仔细观察PCMS码数据的 变化。特别注意观察，当无信号输入时，或信号幅度为 0时，PCMS码器编码为 11010101或为01010101，并不是一般教材所讲授的编全 0码。因为无信号输入 时，或信号幅度为0经常出现，编全0码容易使系统失步。此时时钟为64KHZ 一帧中只能容纳1路信号。注意：(4)双踪示波器探头分别接在34P01和34P04,观察译码后的信号与输 入模拟信号是否一致。5.时钟为128KHZ模拟信号为同步正弦波的 PCk编码数据观察：上述信号连接不变，将拨码器4SW0戏置“01001”，则PCM勺编码时钟为128KH

8、Z 双踪示波器探头分别接在测量点 34TP01和34P02,观察抽样脉冲及PCM编码数 据。调节W04电位器，改变同步正弦波幅度，并仔细观察 PCM编码数据的变化。注意，此时时钟为128KHZ 帧中能容纳2路信号。本PCM&码仅一路信号，故仅占用一帧中的一半时隙。用示波器观察34P01和34P04两点波形，比较译码 后的信号与输入信号是否一致。6模拟信号为非同步正弦波的 PCM编码数据观察：改用非同步函数信号输入，分别改变输入模拟信号的幅度和频率，重复上列 67步骤，观察非同步正弦波及PCM编码数据波形。注意，频率范围不能超过4KHZ 此处由于非同步正弦波频率与抽样、编码时钟不同步，需仔细调节

9、非同步正弦波 频率才能在普通示波器上看到稳定的编码数据波形。7语音信号PCk编码、译码试听：将拨码器 4SW0戏置为“ 01111”，此时PCM 编码时钟为64KHZ接收滤波器截止频率为2.65KH乙用专用导线将P05（用户电话A语音信号发送输出）与34P01 （模拟信号的输入） 连接；34P04 （译码输出的模拟信号）与 P08 （用户电话B语音信号接收输入） 或与P4连接，34P02 （编码输出）与34P03 （译码输入）相连。对着用户电话 A 话筒讲话，在用户电话B耳机或扬声器中试听，直观感受 PCM编码译码的效果。8关机拆线：实验结束，关闭电源，拆除信号连线，并按要求放置好实验模块。五

10、、 【安全注意事项】1、 在插入实验模块时应该先关闭系统电源；2、 打开系统电源开关后，若电源指示灯显示不正常，应该立即关闭电源，查找 异常原因。六、 【实验内容与数据记录】1、时钟为64kHz:双踪示波器探头接34TP01和34TP02观察抽样脉冲及PCk编码数据同步正弦波及PCM编码数据观察：无信号输入，或信号幅度为0时，PCk编码器编码双踪示波器探头接34P01和34P04,观察译码后信号与输入模拟信号是否一致2.时钟为128kHz双踪示波器探头接34TP01和34TP02,观察抽样脉冲及PCM码数据同步正弦波及PCM编码数据观察：无信号输入，或信号幅度为0时，PCM码器编码3.非同步正

11、弦波及PCM编码数据观察（时钟为64KHZ :无信号输入，或信号幅度为0时，PCk编码器编码4.非同步正弦波及PCM编码数据观察（时钟为128KHZ :无信号输入，或信号幅度为0时，PCk编码器编码TCHi EDGE Z5观察同步正弦波（峰峰值 0V10V）的编码波形，读出正弦波的峰峰值、编 码数据（至少12个编码数据）；设计表格，峰峰值每增加 0.5V，记录一次有关 数据并做分析，得出你的结论。码数据 峰峰值12340110100010101111011011110010101100.5100100100110010011100100000100001.0100000001001011100

12、000000000101101.5100110010011010100011001101101012.0101100001000011100110000000011102.5101111101000001000111110000000103.0001001010000111010100101100011103.5001101011010011010110101001001104.0101101100010001000110110101000104.5001011000011000010101100101100005.0101011101011001000101110001100115.5101

13、010101011111000101010001111106.0101010101011100100101010001110016.5101010101011100000101010001110007.0101010101010010100101010001001017.5101001000010101000100100101010108.0001001101010101010100110001010108.5101001100010101000100110101010109.0101000000010101000100110101010109.500101010001001101010101

14、01010001010.010101101P0*0010001010101010、译码数据 峰峰值12340000000000010000000000100000000001000000000010.5000100100000000011100000010010000000001110001.0001011000000001001000000101100000000100100001.5000100100000110100000000010010000011010000002.0011010000000010110000001101000000001011000002.501101000000

15、0010110000001101000000001011000003.0111100000000010110000011110000000001011000003.5011010000001111000000001101000000111100000004.0011010000001111000000001101000000111100000004.5011010000001111000000001101000000111100000005.0011010000001111000000001101000000111100000005.501101000000111100000000110100

16、0000111100000006.0011010000001111000000001101000000111100000006.5011010000001111000000001101000000111100000007.0111100000001111000000011110000000111100000007.5111100000001111000000011110000000111100000008.0111100000001111000000011110000000111100000008.5111100000001111000000011110000000111100000009.0

17、111100000001111000000011110000000111100000009.51111000000011110000000111100000001111000000010.011110000000111100000001111000000011110000000八、【结果与讨论】由实验数据分析知：在输入模拟电压值确定的情况下，每种模拟电压值有 8组数据，但编码数据有4种，且沿着时间轴循环。九、【思考题】问：在PCM系统中，信号量噪比和信号（系统）带宽有什么关系？ 答：PCM系统的输出信号量噪比随系统的带宽 B按指数规律增长。 十、【心得体会】通过本次实验对PCMS译码系统有了较为深刻的理解。十一、【参考文献】通信原理 国防工业出版社第六版通信原理实验讲义