PCM編譯碼系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

1、PCM編譯碼系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、掌握PCM編譯碼原理與系統(tǒng)性能測(cè)試；2、熟悉PCMS譯碼專用集成芯片的功能和使用方法；3、學(xué)習(xí)PCM編譯碼器的硬件實(shí)現(xiàn)電路，掌握它的調(diào)整測(cè)試方法。二、【實(shí)驗(yàn)原理】脈沖編碼調(diào)制（PCM是把一個(gè)時(shí)間連續(xù)、取值連續(xù)的模擬信號(hào)變換成時(shí)間 離散、取值離散得數(shù)字信號(hào)在信道中傳輸。脈沖編碼調(diào)制是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣, 量化和編碼三個(gè)過(guò)程完成的。PCMS信系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方框圖如下圖所示在PCM脈沖編碼調(diào)制中，話音信號(hào)經(jīng)防混疊低通濾波器后進(jìn)行脈沖抽樣，變成時(shí)間上離散的PAM永沖序列，然后將幅度連續(xù)的PAM脈沖序列用類似于“四舍 五入”辦法劃歸為有限種幅度，每一種幅度對(duì)應(yīng)一組代碼，因

2、此PAM永沖序列將 轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制編碼序列。對(duì)于電話，CCITT規(guī)定抽樣率為8KHz每一抽樣值編8 位碼（即為2=256個(gè)量化級(jí)），因而每話路 PCM®碼后的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)碼率是64kB。 本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的單路PCM®、譯碼電路是TP3057芯片（見(jiàn)圖2-1中的虛線框）。 此芯片采用a律十三折線編碼，它設(shè)計(jì)應(yīng)用于 PCM 30/32系統(tǒng)中。它每一幀分 32個(gè)時(shí)隙，采用時(shí)分復(fù)用方式，最多允許接入 30個(gè)用戶，每個(gè)用戶各占據(jù)一個(gè) 時(shí)隙，另外兩個(gè)時(shí)隙分別用于同步和標(biāo)志信號(hào)傳送，系統(tǒng)碼元速率為2.048MB各用戶PCMS碼數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，受發(fā)送時(shí)序與接收時(shí)序控制，它僅在某一個(gè)特定的時(shí)隙中被發(fā)送

3、和接收，而不同用戶占據(jù)不同的時(shí)隙。若僅有一個(gè)用戶，在 一個(gè)PCM幀里只能在某一個(gè)特定的時(shí)隙發(fā)送和接收該用戶的PCk編碼數(shù)據(jù)，在其它時(shí)隙沒(méi)有數(shù)據(jù)輸入或輸出。本實(shí)驗(yàn)?zāi)K中，為了降低對(duì)測(cè)試示波器的要求，將PCM幀的傳輸速率設(shè)置為64Kbit/s或128Kbit/s兩種，這樣增加了編碼數(shù)據(jù)碼元的寬度，便于用低端 示波器觀測(cè)。此時(shí)一個(gè)PCM幀里，可容納的PCk編碼分別為1路或2路。另外， 發(fā)送時(shí)序FSX與接收時(shí)序FSR使用相同的時(shí)序，測(cè)試點(diǎn)為34TP01。實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)框 圖已在模塊上畫(huà)出了，實(shí)驗(yàn)時(shí)需用信號(hào)連接線連接 34P02和34P03兩鉚孔，即將 編碼數(shù)據(jù)直接送到譯碼端，傳輸信道可視為理想信道。另外，T

4、P3057芯片內(nèi)部模擬信號(hào)的輸入端有一個(gè)語(yǔ)音帶通濾波器，其通帶為200HZ-4000HZ所以輸入的模擬信號(hào)頻率只能在這個(gè)范圍內(nèi)有效。各測(cè)量點(diǎn)的作用34TP01:發(fā)送時(shí)序FSX和接收時(shí)序FSR輸入測(cè)試點(diǎn)，頻率為8KHz的矩形窄脈 沖；34TP02: PCM路編譯時(shí)鐘信號(hào)的輸入測(cè)試點(diǎn)；34P01:模擬信號(hào)的輸入鉚孔；34P02 PCM編碼的輸出鉚孔；34P03: PCM譯碼的輸入鉚孔；34P04:譯碼輸出的模擬信號(hào)鉚孔，波形應(yīng)與 34P01相同。注：一路數(shù)字編碼輸出波形為8比特編碼（一般為7個(gè)半碼元波形，最后半個(gè) 碼元波形被芯片內(nèi)部移位寄存器在裝載下一路數(shù)據(jù)前復(fù)位時(shí)丟失掉），數(shù)據(jù)的速 率由編譯時(shí)鐘

5、決定，其中第一位為語(yǔ)音信號(hào)編碼后的符號(hào)位， 后七位為語(yǔ)音信號(hào) 編碼后的電平值。三、【實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備】1. PCM/ADPC編譯碼模塊，位號(hào)：H2 時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)產(chǎn)生器模塊，位號(hào):G3. 20M雙蹤示波器1臺(tái)4. 低頻信號(hào)源1臺(tái)（選用）5. 頻率計(jì)1臺(tái)（選用）6 .信號(hào)連接線3根7.小平口螺絲刀1只四、【基本操作】1. 插入有關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)K：在關(guān)閉系統(tǒng)電源的條件下，將“時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊”、“PCM/ADPC編譯碼模塊”，插到底板“ G H'號(hào)的位置插座上(具體位置可見(jiàn)底板右下角的“實(shí) 驗(yàn)?zāi)K位置分布表”)。注意模塊插頭與底板插座的防呆口一致，模塊位號(hào)與底 板位號(hào)的一致。2. 加電：打開(kāi)

6、系統(tǒng)電源開(kāi)關(guān)，底板的電源指示燈正常顯示。若電源指示燈顯示不正常，請(qǐng) 立即關(guān)閉電源，查找異常原因。3. PCM勺編碼時(shí)鐘設(shè)定：“時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)產(chǎn)生器模塊”上的撥碼器 4SW0籤置“ 01000”，則PCM的編 碼時(shí)鐘為64KHZ(后面將簡(jiǎn)寫(xiě)為：撥碼器4SW02。撥碼器4SW02設(shè)置“ 01001”， 則PCM的編碼時(shí)鐘為128KHZ4. 時(shí)鐘為64KHZ模擬信號(hào)為同步正弦波的 PCM編碼數(shù)據(jù)觀察：(1) 用專用鉚孔導(dǎo)線將 P04 34P01, 34P02、34P03相連。(2) 撥碼器4SW0戲置“ 01000”，則PCM勺編碼時(shí)鐘為64KHZ(3) 雙蹤示波器探頭分別接在測(cè)量點(diǎn) 34TP01和

7、34P02,觀察抽樣脈沖及PCM 編碼數(shù)據(jù)。調(diào)節(jié)W04電位器，改變同步正弦波幅度，并仔細(xì)觀察PCMS碼數(shù)據(jù)的 變化。特別注意觀察，當(dāng)無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，或信號(hào)幅度為 0時(shí)，PCMS碼器編碼為 11010101或?yàn)?1010101，并不是一般教材所講授的編全 0碼。因?yàn)闊o(wú)信號(hào)輸入 時(shí)，或信號(hào)幅度為0經(jīng)常出現(xiàn)，編全0碼容易使系統(tǒng)失步。此時(shí)時(shí)鐘為64KHZ 一幀中只能容納1路信號(hào)。注意：(4)雙蹤示波器探頭分別接在34P01和34P04,觀察譯碼后的信號(hào)與輸 入模擬信號(hào)是否一致。5. 時(shí)鐘為128KHZ模擬信號(hào)為同步正弦波的 PCk編碼數(shù)據(jù)觀察：上述信號(hào)連接不變，將撥碼器4SW0戲置“01001”，則PC

8、M勺編碼時(shí)鐘為128KHZ 雙蹤示波器探頭分別接在測(cè)量點(diǎn) 34TP01和34P02,觀察抽樣脈沖及PCM編碼數(shù) 據(jù)。調(diào)節(jié)W04電位器，改變同步正弦波幅度，并仔細(xì)觀察 PCM編碼數(shù)據(jù)的變化。注意，此時(shí)時(shí)鐘為128KHZ 幀中能容納2路信號(hào)。本PCM&碼僅一路信號(hào)，故僅占用一幀中的一半時(shí)隙。用示波器觀察34P01和34P04兩點(diǎn)波形，比較譯碼 后的信號(hào)與輸入信號(hào)是否一致。6 模擬信號(hào)為非同步正弦波的 PCM編碼數(shù)據(jù)觀察：改用非同步函數(shù)信號(hào)輸入，分別改變輸入模擬信號(hào)的幅度和頻率，重復(fù)上列67步驟，觀察非同步正弦波及PCM編碼數(shù)據(jù)波形。注意，頻率范圍不能超過(guò)4KHZ 此處由于非同步正弦波頻率與

9、抽樣、編碼時(shí)鐘不同步，需仔細(xì)調(diào)節(jié)非同步正弦波 頻率才能在普通示波器上看到穩(wěn)定的編碼數(shù)據(jù)波形。7 語(yǔ)音信號(hào)PCk編碼、譯碼試聽(tīng)：將撥碼器 4SW0戲置為“ 01111”，此時(shí)PCM 編碼時(shí)鐘為64KHZ接收濾波器截止頻率為2.65KH乙用專用導(dǎo)線將P05（用戶電話A語(yǔ)音信號(hào)發(fā)送輸出）與34P01 （模擬信號(hào)的輸入） 連接；34P04 （譯碼輸出的模擬信號(hào)）與 P08 （用戶電話B語(yǔ)音信號(hào)接收輸入） 或與P4連接，34P02 （編碼輸出）與34P03 （譯碼輸入）相連。對(duì)著用戶電話 A 話筒講話，在用戶電話B耳機(jī)或揚(yáng)聲器中試聽(tīng)，直觀感受 PCM編碼譯碼的效果。8 關(guān)機(jī)拆線：實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉電源，拆除

10、信號(hào)連線，并按要求放置好實(shí)驗(yàn)?zāi)K。五、【安全注意事項(xiàng)】1、在插入實(shí)驗(yàn)?zāi)K時(shí)應(yīng)該先關(guān)閉系統(tǒng)電源；2、打開(kāi)系統(tǒng)電源開(kāi)關(guān)后，若電源指示燈顯示不正常，應(yīng)該立即關(guān)閉電源，查找 異常原因。六、【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與數(shù)據(jù)記錄】1、時(shí)鐘為64kHz:雙蹤示波器探頭接34TP01和34TP02觀察抽樣脈沖及PCk編碼數(shù)據(jù)同步正弦波及PCM編碼數(shù)據(jù)觀察：無(wú)信號(hào)輸入，或信號(hào)幅度為0時(shí)，PCk編碼器編碼平均值1 33 -加1 30.建融UTCH1 EME /占空軍 r is. i. 2斗號(hào)曲訂上升時(shí)同1 913,5n»HATH CHI 2U顓率Il：（k«0kHz£23-Hav' 15 7

11、s« #TOt f"L |3涼那屈Wn = n E33 :刪卩:上斗-尿靳方B25us "CH2 e 汕雙蹤示波器探頭接34P01和34P04,觀察譯碼后信號(hào)與輸入模擬信號(hào)是否一致2.時(shí)鐘為128kHz雙蹤示波器探頭接34TP01和34TP02,觀察抽樣脈沖及PCM®碼數(shù)據(jù)同步正弦波及PCM編碼數(shù)據(jù)觀察：無(wú)信號(hào)輸入，或信號(hào)幅度為0時(shí)，PCM®碼器編碼占空率上升時(shí)閆1: ?i： 93. 非同步正弦波及PCM編碼數(shù)據(jù)觀察（時(shí)鐘為64KHZ :無(wú)信號(hào)輸入，或信號(hào)幅度為0時(shí)，PCk編碼器編碼raw*00011 呂平知值I-?1：I峰-峰值25/12U溥

12、?率2-4U7kHz占空率1：2； 66.5307=33 STOP n 船網(wǎng)耐<20HzJ CHI EDGECH浹4. 非同步正弦波及PCM編碼數(shù)據(jù)觀察（時(shí)鐘為128KHZ :無(wú)信號(hào)輸入，或信號(hào)幅度為0時(shí)，PCk編碼器編碼TCHi EDGE Z占空率i； ?2応州工023-Nqm1 15?：34 STOPI JL |JIJ-WUslJ：-28k00us-x ad -一亠亠I "= IR 3usCHS 2U怖率i " ?2：62.51kHz上升時(shí)間L： ?5觀察同步正弦波（峰峰值 0V10V）的編碼波形，讀出正弦波的峰峰值、編 碼數(shù)據(jù)（至少12個(gè)編碼數(shù)據(jù)）；設(shè)計(jì)表格，峰

13、峰值每增加 0.5V，記錄一次有關(guān) 數(shù)據(jù)并做分析，得出你的結(jié)論。碼數(shù)據(jù) 峰峰值12340110100010101111011011110010101100.5100100100110010011100100000100001.0100000001001011100000000000101101.5100110010011010100011001101101012.0101100001000011100110000000011102.5101111101000001000111110000000103.0001001010000111010100101100011103.500110101101

14、0011010110101001001104.0101101100010001000110110101000104.5001011000011000010101100101100005.0101011101011001000101110001100115.5101010101011111000101010001111106.0101010101011100100101010001110016.5101010101011100000101010001110007.0101010101010010100101010001001017.5101001000010101000100100101010108.0001001101010101010100110001010108.5101001100010101000100110101010109.0101000000010101000100110101010109.50010101000100110101010101010001010.010101101P001010100010001010101010、譯碼數(shù)據(jù) 峰峰值123400.51.01.52.02.53.03.54.04.55