路語音全雙工PCM通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作

1、目錄第一章 設(shè)計(jì)思路與框圖11.1 設(shè)計(jì)思路11.2 設(shè)計(jì)框圖2第二章 各模塊電路設(shè)計(jì)與原理32.1 語音信號(hào)源模塊32.2 PCM編碼以及時(shí)分復(fù)用模塊32.3 位同步模塊62.4 幀同步模塊72.5 時(shí)分解復(fù)用模塊102.6 PCM譯碼模塊10第三章 System View系統(tǒng)仿真123.1 各模塊仿真波形123.1.1 信號(hào)語音信號(hào)源模塊123.1.2 PCM編碼以及時(shí)分復(fù)用模塊133.1.3 位同步模塊163.1.4 幀同步模塊163.1.5 時(shí)分解復(fù)用模塊173.1.6 PCM譯碼模塊193.2 系統(tǒng)總仿真圖21第四章 總結(jié)與體會(huì)22參考文獻(xiàn)23第一章 設(shè)計(jì)思路與框圖1.1 設(shè)計(jì)思路本

2、課題將是一個(gè)兩人通話的通信系統(tǒng)，兩路語音中任何一方都能向?qū)Ψ桨l(fā)出信息或接受對(duì)方發(fā)過來的信息，完成全雙工通信，采用PCM編碼技術(shù)。對(duì)于語音編譯碼部分將采用芯片TP3057，TP3057是A律PCM編譯碼集成電路。為了提高通信系統(tǒng)信道的利用率，話音信號(hào)的傳輸往往采用多路復(fù)用通信的方式。復(fù)用技術(shù)有多種工作方式，例如頻分復(fù)用，時(shí)分復(fù)用以及碼分復(fù)用等，在本次課題中運(yùn)用的是兩路的時(shí)分復(fù)用技術(shù)。所以，整個(gè)電路也就是一個(gè)兩路語音的全雙工時(shí)分復(fù)用PCM通信系統(tǒng)。要完成2路語音的PCM全雙工通信，此次課題采用的是時(shí)分復(fù)用的方式。時(shí)分復(fù)用的特點(diǎn)是，對(duì)任意特定的通話呼叫，為其分配一個(gè)固定速率的信道資源，且在整個(gè)通話區(qū)

3、間專用。TDM把若干個(gè)不同通道的數(shù)據(jù)按照固定位置分配時(shí)隙（TimeSlot：8Bit數(shù)據(jù)）合在一定速率的通路上，這個(gè)通路稱為一個(gè)基群。時(shí)分復(fù)用是建立在抽樣定理基礎(chǔ)上的。抽樣定理使連續(xù)（模擬）的基帶信號(hào)有可能被在時(shí)間上離散出現(xiàn)的抽樣脈沖所代替。這樣，當(dāng)抽樣脈沖占據(jù)短時(shí)間時(shí)，在抽樣脈沖之間就留有時(shí)間空隙，利用這個(gè)時(shí)間空隙便可以傳輸其他信號(hào)的抽樣值。因此，這就有可能沿一條信道同時(shí)傳送若干個(gè)基帶信號(hào)，從而完成2路語音信號(hào)的通信。當(dāng)采用單片集成PCM編解碼器時(shí)（如本次采用TP3057），其時(shí)分復(fù)用方式是先將各路信號(hào)分別抽樣、編碼、再經(jīng)時(shí)分復(fù)用分配器合路后送入信道，接收端先分路，然后各路分別解碼和重建信號(hào)

4、。PCM的32路標(biāo)準(zhǔn)的意思是整個(gè)系統(tǒng)共分為32個(gè)路時(shí)隙，其中30個(gè)路時(shí)隙分別用來傳送30路話音信號(hào)，一個(gè)路時(shí)隙用來傳送幀同步碼，另一個(gè)路時(shí)隙用來傳送信令碼，即一個(gè)PCM30/32系統(tǒng)。PCM的實(shí)現(xiàn)主要包括三個(gè)步驟：抽樣、量化、編碼。分別完成時(shí)間上離散、幅度上離散、及量化信號(hào)的二進(jìn)制表示。根據(jù)CCITT的建議，為改善小信號(hào)量化性能，采用壓擴(kuò)非均勻量化，有兩種建議方式，分別為A律和律方式，我國(guó)采用了A律方式，由于A律壓縮實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，常使用13折線法編碼并采用非均勻量化PCM編碼。1.2 設(shè)計(jì)框圖兩路語音信號(hào)A、B先經(jīng)過PCM編碼以及時(shí)分復(fù)用模塊形成合路信號(hào)，然后通過幀同步、位同步，再通過時(shí)分解復(fù)用分

5、離出兩路語音信號(hào)A、B，然后兩路信號(hào)分別進(jìn)入不同的PCM譯碼系統(tǒng)，完成還原各路信號(hào)。下圖為系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖： A路譯碼 幀同步語音信號(hào)APCM編碼以及 時(shí)分復(fù)用時(shí)分解復(fù)用 B路譯碼 位同步語音信號(hào)B還原語音信號(hào)A還原語音信號(hào)B圖1.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖第二章 各模塊電路設(shè)計(jì)與原理2.1 語音信號(hào)源模塊信號(hào)源由兩路語音信號(hào)組成。第一路是由一個(gè)正弦信號(hào)（圖符143），第二路是一個(gè)高斯白噪聲信號(hào)（圖符298），然后兩路語音信號(hào)分別經(jīng)過兩個(gè)低通濾波器（圖符229、圖符227），因?yàn)槁曇粜盘?hào)的頻率范圍為3003400Hz，所以將兩個(gè)低通濾波器的截止頻率均設(shè)為3400Hz，此兩路語音信號(hào)將送入PCM編碼器

6、子系統(tǒng)。2.2 PCM編碼以及時(shí)分復(fù)用模塊1 .PCM編碼PCM編碼及時(shí)分復(fù)用模塊主要由信源輸入端子、瞬時(shí)壓縮器、A/D轉(zhuǎn)換器、8位數(shù)據(jù)選擇器、晶振、分頻器、幀同步信號(hào)產(chǎn)生器、三選一器件、輸出端子構(gòu)成。在通信系統(tǒng)中，由于電話線的帶寬約為3000Hz，以電話的音質(zhì)為準(zhǔn)，一般認(rèn)為在通信中語音的帶寬為300Hz3400Hz。由于PCM量化采用非均勻量化，兩路語音信號(hào)A、B分別輸入到兩個(gè)瞬時(shí)壓縮器（圖符275、圖符276）中實(shí)現(xiàn)A律壓縮后再進(jìn)行均勻量化，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器完成采樣及量化，由于A/D轉(zhuǎn)換器的輸出是并行數(shù)據(jù)，加上由圖符250產(chǎn)生的幀同步碼，這三路數(shù)字信號(hào)分別經(jīng)過數(shù)據(jù)選擇器（圖符247、圖符

7、255、圖符256）變成串行信號(hào)，由四分頻、八分頻和十六分頻來控制，然后將這三路數(shù)字信號(hào)送入數(shù)據(jù)選擇器（圖符260）中，由三選一波形控制（圖符261、圖符262、圖符263、圖符264）把這三個(gè)數(shù)字信號(hào)放在一個(gè)PCM合路信號(hào)的不同時(shí)隙上。下面將介紹PCM編碼中抽樣、量化及編碼的原理。（a）抽樣：所謂抽樣，就是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行周期性掃描，把時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)變成時(shí)間上離散的信號(hào)。該模擬信號(hào)經(jīng)過抽樣后還應(yīng)當(dāng)包含原信號(hào)中所有信息，也就是說能無失真的恢復(fù)原模擬信號(hào)。它的抽樣速率的下限是由抽樣定理確定的。（b）量化：從數(shù)學(xué)上來看，量化就是把一個(gè)連續(xù)幅度值的無限數(shù)集合映射成一個(gè)離散幅度值的有限數(shù)集合。如圖2.

8、3所示，量化器Q輸出L個(gè)量化值，k=1，2，3，L。常稱為重建電平或量化電平。當(dāng)量化器輸入信號(hào)幅度落在與之間時(shí)，量化器輸出電平為。這個(gè)量化過程可以表達(dá)為：這里稱為分層電平或判決閾值。通常稱為量化間隔。模擬值y量化器量化值圖2.1 模擬信號(hào)的量化模擬信號(hào)的量化分為均勻量化和非均勻量化。由于均勻量化存在的主要缺點(diǎn)是：無論抽樣值大小如何，量化噪聲的均方根值都固定不變。因此，當(dāng)信號(hào)較小時(shí)，則信號(hào)量化噪聲功率比也就很小，這樣，對(duì)于弱信號(hào)時(shí)的量化信噪比就難以達(dá)到給定的要求。通常，把滿足信噪比要求的輸入信號(hào)取值范圍定義為動(dòng)態(tài)范圍，可見，均勻量化時(shí)的信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍將受到較大的限制。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，實(shí)際中，往往

9、采用非均勻量化。非均勻量化是根據(jù)信號(hào)的不同區(qū)間來確定量化間隔的。對(duì)于信號(hào)取值小的區(qū)間，其量化間隔也?。环粗?，量化間隔就大。它與均勻量化相比，有兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。首先，當(dāng)輸入量化器的信號(hào)具有非均勻分布的概率密度（實(shí)際中常常是這樣）時(shí)，非均勻量化器的輸出端可以得到較高的平均信號(hào)量化噪聲功率比；其次，非均勻量化時(shí)，量化噪聲功率的均方根值基本上與信號(hào)抽樣值成比例。因此量化噪聲對(duì)大、小信號(hào)的影響大致相同，即改善了小信號(hào)時(shí)的量化信噪比。實(shí)際中，非均勻量化的實(shí)際方法通常是將抽樣值通過壓縮再進(jìn)行均勻量化。通常使用的壓縮器中，大多采用對(duì)數(shù)式壓縮。廣泛采用的兩種對(duì)數(shù)壓縮律是壓縮律和A壓縮律。美國(guó)采用壓縮律，我國(guó)和歐

10、洲各國(guó)均采用A壓縮律，因此，PCM編碼方式采用的也是A壓縮律。所謂A壓縮律也就是壓縮器具有如下特性的壓縮律： A律壓擴(kuò)特性是連續(xù)曲線，A值不同壓擴(kuò)特性亦不同，在電路上實(shí)現(xiàn)這樣的函數(shù)規(guī)律是相當(dāng)復(fù)雜的。實(shí)際中，往往都采用近似于A律函數(shù)規(guī)律的13折線（A=87.6）的壓擴(kuò)特性。這樣，它基本上保持了連續(xù)壓擴(kuò)特性曲線的優(yōu)點(diǎn)，又便于用A律函數(shù)13折線路實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)中所用到的PCM編碼正是采用這種壓擴(kuò)特性來進(jìn)行編碼的。 （c）編碼:所謂編碼就是把量化后的信號(hào)變換成代碼，其相反的過程稱為譯碼。當(dāng)然，這里的編碼和譯碼與差錯(cuò)控制編碼和譯碼是完全不同的，前者是屬于信源編碼的范疇。在現(xiàn)有的編碼方法中，若按編碼的速度來

11、分，大致可分為兩大類：低速編碼和高速編碼。通信中一般都采用第二類。編碼器的種類大體上可以歸結(jié)為三類：逐次比較型、折疊級(jí)聯(lián)型、混合型。在逐次比較型編碼方式中，無論采用幾位碼，一般均按極性碼、段落碼、段內(nèi)碼的順序排列。2 .時(shí)分復(fù)用原理 時(shí)分多路復(fù)用通信（此課題為兩路）,是各路信號(hào)在同一信道上占有不同時(shí)間間隙進(jìn)行通信。由前述的抽樣理論可知，抽樣的一個(gè)重要作用，是將時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)變成時(shí)間上離散的信號(hào)，其在信道上占用時(shí)間的有限性,為多路信號(hào)沿同一信道傳輸提供了條件。具體說，就是把時(shí)間分成一些均勻的時(shí)間間隙，將各路信號(hào)的傳輸時(shí)間分配在不同的時(shí)間間隙，以達(dá)到互相分開，互不干擾的目的。圖2.4為時(shí)分多路復(fù)

12、用示意圖，各路信號(hào)經(jīng)低通濾波器將頻帶限在3400Hz以下,然后加到快速電子旋轉(zhuǎn)開關(guān)(稱分配器)K1,K2開關(guān)不斷重復(fù)地作勻速旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間等于一個(gè)抽樣周期T，這樣就做到對(duì)每一路信號(hào)每隔周期T時(shí)間抽樣一次。由此可見，發(fā)端分配器不僅起到抽樣的作用，同時(shí)還起到復(fù)用合路的作用。合路后的抽樣信號(hào)送到 PCM 編碼器進(jìn)行量化和編碼，然后將數(shù)字信碼送往信道。在收端將這些從發(fā)送端送來的各路信碼依次解碼，還原后的PAM信號(hào)，由收端分配器旋轉(zhuǎn)開關(guān) K2 依次接通每一路信號(hào)，再經(jīng)低通平滑，重建成話音信號(hào)。當(dāng)采用單片集成PCM 編解碼器時(shí)，其時(shí)分復(fù)用方式是先將各路信號(hào)分別抽樣、編碼、再經(jīng)時(shí)分復(fù)用分配器合路后送

13、入信道，接收端先分路，然后各路分別解碼和重建信號(hào)。圖2.2 時(shí)分復(fù)用示意圖這個(gè)通信系統(tǒng)主要用4個(gè)電路實(shí)現(xiàn)，它們分別是定時(shí)器電路，PCM編譯碼電路，復(fù)接電路，語音處理電路。定時(shí)器電路由晶振，分頻器及時(shí)隙同步信號(hào)（抽樣信號(hào)）構(gòu)成，它為兩個(gè)PCM編譯碼電路提供時(shí)鐘信號(hào)和時(shí)隙同步信號(hào)，PCM編譯碼部分采用芯片TP3057在時(shí)鐘信號(hào)和對(duì)語音進(jìn)行編碼和譯碼。在編碼時(shí)將語音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)然后幀同步信號(hào)發(fā)生器電路提供幀同步碼和兩路數(shù)字語音信號(hào)復(fù)接，形成一幀PCM信號(hào)。在這個(gè)PCM信號(hào)中有29個(gè)是空時(shí)隙，兩路數(shù)字語音信號(hào)各占一個(gè)時(shí)隙。在譯碼之前不需要對(duì)PCM進(jìn)行分接處理，譯碼器的時(shí)隙同步信號(hào)可對(duì)信號(hào)分路實(shí)現(xiàn)

14、分接。語音信號(hào)A，B通過麥克風(fēng)輸出幅度比較小，需放大到再送到PCM編碼器。接入的PCM譯碼器輸出信號(hào)RA，RB幅度較大，需衰減到適當(dāng)值后再送給聽筒，因此需要分別加入兩個(gè)語音處理信號(hào)電路。2.3 位同步模塊位同步基本原理介紹：位同步鎖相法的基本原理和載波同步類似。在接收端利用鑒相器來比較接收碼元和本地產(chǎn)生的位同步信號(hào)的相位，若兩者不一致（超前或滯后），鑒相器就產(chǎn)生誤差信號(hào)去調(diào)整位同步信號(hào)的相位，直至獲取準(zhǔn)確的位同步信號(hào)為止。我們把采用鎖相環(huán)來提取位同步信號(hào)的方法稱為鎖相法。在數(shù)字通信中，常采用數(shù)字鎖相法提取位同步信號(hào)。如圖2.3所示，它由高穩(wěn)定度的晶振、分頻器、相位比較器和控制器組成。圖2.3

15、數(shù)字鎖相原理方框圖其中，控制器包括圖中的扣除門、附加門和或門。高穩(wěn)定度晶振產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)整形電路變成周期性脈沖，然后經(jīng)控制器再送入分頻器，輸出位同步脈沖序列。若接收碼元(DATA-IN)的速率為 f 赫茲，則要求位同步脈沖的輸出序列。(BS-OUT)也為 f 赫茲。這里晶振的頻率設(shè)計(jì)在 nf 赫茲，由晶振輸出經(jīng)整形得到重復(fù)頻率為nf的窄脈沖，再經(jīng)扣除門、或門、n 次分頻后，就可得到頻率為 f赫茲的位同步信號(hào)。如果接收端晶振輸出經(jīng) n 次分頻后，不能準(zhǔn)確地和收到的碼元同頻同相，這時(shí)就要根據(jù)相位比較器輸出的誤差信號(hào)，通過控制器對(duì)分頻器進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的原理是當(dāng)分頻器輸出的位同步脈沖超前于接受碼的相位時(shí)

16、，相位比較器送出一個(gè)超前脈沖，加到扣除門（常開）的禁止端，扣除一個(gè) a 路脈沖，這樣，分頻器輸出脈沖相位就推后 1/n 周期；若分頻器輸出的位同步脈沖相位滯后于接收碼元的相位，如何對(duì)分頻器進(jìn)行調(diào)整？晶振的輸出整形后除a路脈沖加于扣除門外，同時(shí)還有與 a 路相差 180 度的 b 路脈沖序列加于附加門。附加門在不調(diào)整時(shí)是封閉的，對(duì)分頻工作不起作用。當(dāng)位同步脈沖相位滯后時(shí)，相位比較器送出一滯后脈沖加于附加門，使 b 路輸出的一個(gè)脈沖通過或門，插入在原a路脈沖之間使分頻器的輸出添加了一個(gè)脈沖。于是分頻器的輸出相位就提前了 1/n 周期。這樣經(jīng)反復(fù)調(diào)整相位，就實(shí)現(xiàn)了位同步。2.4 幀同步模塊幀同步系統(tǒng)

17、可以分為兩個(gè)部分：巴克碼識(shí)別器和同步保護(hù)。巴克碼識(shí)別器包括移位寄存器，相加器和判決器。幀同步基本原理介紹：在時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)中，為了正確的傳輸信息，必須在信息碼流中插入一定數(shù)量的幀同步碼，可以集中插入也可以分散插入。本節(jié)主要對(duì)集中插入同步法進(jìn)行分析。在集中插入法中，要求插入的同步碼在接收端進(jìn)行同步識(shí)別時(shí)出現(xiàn)偽同步的概率盡可能小，并且要求該碼組有尖銳的自相關(guān)函數(shù)，以便于識(shí)別，同時(shí)要求接收機(jī)端的同步碼識(shí)別器要盡量簡(jiǎn)單。目前用得比較廣泛的是性能良好的巴克碼（Barker）。七位巴克碼是 ， 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中幀同步碼為 7 位巴克碼，集中插入到每幀的第 2 至第 8 個(gè)碼元位置上。圖2.4 七位巴克碼識(shí)別器從

18、總體上看，本模塊可分為巴克碼識(shí)別器及同步保護(hù)兩部分。巴克碼識(shí)別器包括移位寄存器、相加器和判決器，圖2.5中的其余部分完成同步保護(hù)功能。圖2.5 幀同步模塊原理框圖移位寄存器由兩片74LS175組成，移位時(shí)鐘信號(hào)是位同步信號(hào)。當(dāng)7位巴克碼全部進(jìn)入移位寄存器時(shí)，U50的、及U51的、都為1，它們輸入到相加器U52的數(shù)據(jù)輸入端，U52的輸出端、都為1，表示輸入端為7個(gè)1。若時(shí)，表示輸入端有4個(gè)1，依此類推，的不同狀態(tài)表示了U52輸入端為1的個(gè)數(shù)。判決器U53有6個(gè)輸入端。、分別與U52的、相連，、與判決門限控制電壓相連，、已設(shè)置為1，而L0由同步保護(hù)部分控制，可能為1也可能為0。在幀同步模塊電路中有

19、三個(gè)發(fā)光二極管指示燈、與判決門限控制電壓相對(duì)應(yīng)，即從左到右與、一一對(duì)應(yīng)，燈亮對(duì)應(yīng)1，燈熄對(duì)應(yīng)0。判決電平測(cè)試點(diǎn)TH就是L0信號(hào)，它與最右邊的指示燈狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。當(dāng)=111時(shí)門限為7，三個(gè)燈全亮，TH為高電平；當(dāng)=110時(shí)門限為6，和亮，而熄，TH為低電平。當(dāng)U52輸入端為1的個(gè)數(shù)（即U53的、） 大于或等于判決門限于，識(shí)別器就會(huì)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)。當(dāng)基帶信號(hào)里的幀同步碼無錯(cuò)誤時(shí)（七位全對(duì)），把位同步信號(hào)和數(shù)字基帶信號(hào)輸入給移位寄存器，識(shí)別器就會(huì)有幀同步識(shí)別信號(hào)GAL輸出，各種信號(hào)波形及時(shí)序關(guān)系如圖2.10所示，GAL信號(hào)的上升沿與最后一位幀同步碼的結(jié)束時(shí)刻對(duì)齊。圖中還給出了24信號(hào)及幀同步器最終輸

20、出的幀同步信號(hào)FS-OUT，F(xiàn)S-OUT的上升沿稍遲后于GAL的上升沿。24信號(hào)是將位同步信號(hào)進(jìn)行24分頻得到的，其周期與幀同步信號(hào)的周期相同（因?yàn)橐粠?4位是確定的），但其相位不一定符合要求。當(dāng)識(shí)別器輸出一個(gè)GAL脈沖信號(hào)時(shí)（即捕獲到一組正確的幀同步碼），在GAL信號(hào)和同步保護(hù)器的作用下，24電路置零，從而使輸出的24信號(hào)下降沿與GAL信號(hào)的上升沿對(duì)齊。24信號(hào)再送給后級(jí)的單穩(wěn)電路，單穩(wěn)設(shè)置為下降沿觸發(fā)，其輸出信號(hào)的上升沿比24信號(hào)的下降沿稍有延遲。圖2.6 幀同步器信號(hào)波形同步器最終輸出的幀同步信號(hào)FS-OUT是由同步保護(hù)器中的與門3對(duì)單穩(wěn)輸出的信號(hào)及狀態(tài)觸發(fā)器的Q端輸出信號(hào)進(jìn)行“與”運(yùn)算

21、得到的。電路中同步保護(hù)器的作用是減小假同步和漏同步。2.5 時(shí)分解復(fù)用模塊 時(shí)分解復(fù)用就是把各路信號(hào)在同一信道上占有不同時(shí)間間隙進(jìn)行通信分離出原來的模擬信號(hào)。把用一個(gè)信道傳輸中的多路數(shù)字信號(hào)，用被均勻分成若干個(gè)時(shí)隙，將各路信號(hào)的傳輸時(shí)間分配在不同的時(shí)間間隙，以達(dá)到互相分開的目的。時(shí)分解復(fù)用信號(hào)在接收端只要在時(shí)間上恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行分離，各個(gè)信號(hào)就能分別互相分開并不失真地還原出原來的模擬信號(hào)。D觸發(fā)器（圖符97）：使幀同步與位同步保持相位一致。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（圖符99）：使幀同步信號(hào)延遲調(diào)相，脈沖保持秒，正好是8個(gè)位時(shí)隙(時(shí)間為)組成一個(gè)幀時(shí)隙。8位寄存器（圖符106、108）：圖符106，108分別是延

22、長(zhǎng)一個(gè)和兩個(gè)的時(shí)隙，主要目的是通過不同的時(shí)隙把合路信號(hào)分離出第一路，第二路信號(hào)。與門（圖符94、131）：位同步信號(hào)與幀同步信號(hào)相與，是把位同步信號(hào)嵌套到延遲調(diào)相后的幀同步信號(hào)當(dāng)中，既保證幀與幀的同步，又保證了幀中間的各個(gè)位的同步。幀同步與位同步通過D觸發(fā)器保持相位一致，然后通過對(duì)位同步信號(hào)分別延時(shí)一個(gè)和兩個(gè)單位時(shí)間，再用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器讓脈沖寬度增大8倍，即保持秒，形成不同的時(shí)隙，再將位同步信號(hào)和幀同步信號(hào)相與，獲得兩路信號(hào)時(shí)隙。2.6 PCM譯碼模塊PCM譯碼模塊是實(shí)現(xiàn)PCM編碼的逆系統(tǒng)。該模塊主要由串/并轉(zhuǎn)換器、鎖存器、D/A轉(zhuǎn)換器、瞬時(shí)擴(kuò)張器、低通濾波器組成。PCM譯碼器組件功能實(shí)現(xiàn)：1串

23、/并轉(zhuǎn)換器（圖符90）：其具有兩路與輸入，需要輸入外部時(shí)鐘及清零設(shè)置，數(shù)據(jù)輸入A為PCM信號(hào)， 為不影響與操作，另一路輸入B為高電平，時(shí)鐘與位時(shí)鐘相同，為256kHz時(shí)鐘。 2鎖存器（圖符120）：經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換后的串行數(shù)字語音信號(hào)，每8bit為一個(gè)數(shù)據(jù)幀，必須經(jīng)過鎖存才可以將數(shù)據(jù)并行送至D/A轉(zhuǎn)換器。 3D/A轉(zhuǎn)換器 (圖符222)：用來實(shí)現(xiàn)與A/D轉(zhuǎn)換相反的過程，實(shí)現(xiàn)數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬量，從而達(dá)到譯碼最基本的要求。4瞬時(shí)擴(kuò)張器（圖符220）：實(shí)現(xiàn)與瞬時(shí)壓縮器相反的功能，由于采用A律壓縮，擴(kuò)張也必須采用A律瞬時(shí)擴(kuò)張器。 5低通濾波器（圖符224）：由于采樣脈沖不可能是理想沖激函數(shù)會(huì)引入孔徑失真，

24、量化時(shí)也會(huì)帶來量化噪聲，及信號(hào)再生時(shí)引入的定時(shí)抖動(dòng)失真，需要對(duì)再生信號(hào)進(jìn)行幅度及相位的補(bǔ)償，同時(shí)濾除高頻分量，在這里使用與編碼模塊中相同的低通濾波器。第三章 System View系統(tǒng)仿真3.1 各模塊仿真波形3.1.1 信號(hào)語音信號(hào)源模塊如圖3.1所示為語音信號(hào)源的systemview模塊圖。圖3.1 語音信號(hào)源模塊圖此信號(hào)源由兩路語音信號(hào)組成。第一路是由一個(gè)2500Hz正弦信號(hào)（圖符143），第二路是一個(gè)高斯白噪聲信號(hào)（圖符298）。模塊產(chǎn)生語音信號(hào)A、B波形如下：圖3.2 語音信號(hào)A圖3.3 語音信號(hào)B3.1.2 PCM編碼以及時(shí)分復(fù)用模塊SystemView實(shí)現(xiàn)模型見圖3.4所示。圖3

25、.4 PCM編碼以及時(shí)分復(fù)用模塊圖我們?cè)谛旁磶?kù)中選取脈沖串作為晶振，設(shè)置成頻率為Hz，脈寬為5e-6秒的周期性方波，由此我們可以算出位同步信號(hào)的頻率為5e+5Hz，即位同步信號(hào)的周期為2e-6秒。分頻器用3個(gè)分頻器對(duì)晶振進(jìn)行分頻，參數(shù)設(shè)定只需將分頻系數(shù)寫成4，8，16。該模塊由兩路被瞬時(shí)壓縮器A律壓縮的信號(hào)，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器，形成兩路PCM信號(hào)。兩路PCM信號(hào)再與巴克碼源三路時(shí)分復(fù)用形成合路信號(hào)。信號(hào)波形如下：圖3.5 第一路壓縮信號(hào)波形圖3.6 第二路壓縮信號(hào)波形圖3.7 幀同步信號(hào)波形圖3.8 第一路PCM信號(hào)波形圖3.9 第二路PCM信號(hào)波形圖3.10 和路信號(hào)波形3.1.3 位同步模塊

26、位同步模塊的SystemView仿真圖如圖3.11所示。圖3.11 位同步模塊圖該子模塊實(shí)現(xiàn)位同步功能，產(chǎn)生波形如下：圖3.12 位同步子系統(tǒng)輸出信號(hào)波形3.1.4 幀同步模塊幀同步模塊的SystemView仿真圖如圖3.13所示。圖3.13 幀同步模塊圖該子模塊實(shí)現(xiàn)幀同步功能，產(chǎn)生波形如下：圖3.14 幀同步子系統(tǒng)輸出信號(hào)波形3.1.5 時(shí)分解復(fù)用模塊時(shí)分解復(fù)用模塊的SystemView仿真圖如圖3.15所示。圖3.15 時(shí)分解復(fù)用模塊圖時(shí)分解復(fù)用就是把各路信號(hào)在同一信道上占有不同時(shí)間間隙進(jìn)行通信分離出原來的模擬信號(hào)。把用一個(gè)信道傳輸中的多路數(shù)字信號(hào)，用被均勻分成若干個(gè)時(shí)隙，將各路信號(hào)的傳輸

27、時(shí)間分配在不同的時(shí)間間隙，以達(dá)到互相分開的目的。該模塊對(duì)位同步子系統(tǒng)輸出信號(hào)和幀同步子系統(tǒng)輸出信號(hào)進(jìn)行處理，最終形成兩路信號(hào)時(shí)隙。該模塊波形如下：圖3.16 延時(shí)后位同步信號(hào)波形圖3.17 延時(shí)調(diào)相后幀同步信號(hào)波形圖3.18 第一路信號(hào)時(shí)隙波形圖3.19 第二路信號(hào)時(shí)隙波形3.1.6 PCM譯碼模塊SystemView實(shí)現(xiàn)模型見圖3.20所示。圖3.20 PCM譯碼模塊圖PCM譯碼模塊是實(shí)現(xiàn)PCM編碼的逆系統(tǒng)。PCM譯碼模塊主要由串/并轉(zhuǎn)換器、鎖存器、D/A轉(zhuǎn)換器、瞬時(shí)擴(kuò)張器、低通濾波器構(gòu)成。該模塊經(jīng)過瞬時(shí)擴(kuò)張器產(chǎn)生擴(kuò)展信號(hào)，再經(jīng)過低通濾波器生成還原信號(hào)。波形如下：圖3.21 擴(kuò)展信號(hào)1波形圖3.22 還原信號(hào)1波形圖3.23 擴(kuò)展信號(hào)2波形圖3.24 還原信號(hào)2波形3.2 系統(tǒng)總仿真圖