通信原理課程設(shè)計(jì)

1、實(shí)驗(yàn)二十一 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的基本架構(gòu)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、雙路模擬信號(hào)分別PCM編碼、再時(shí)分復(fù)用送入信道傳輸。2、從接收到的復(fù)用信號(hào)中提取同步信號(hào)并時(shí)分解復(fù)用、再分別PCM譯碼還原。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號(hào)源模塊 兩塊2、信源編碼模塊 兩塊3、時(shí)分復(fù)用模塊 一塊4、信道與眼圖模塊 一塊5、同步提取模塊 一塊6、20M雙蹤示波器 一臺(tái)7、帶話筒立體聲耳機(jī) 兩副四、實(shí)驗(yàn)原理1、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)發(fā)送部分?jǐn)?shù)字基帶傳輸系統(tǒng)發(fā)送部分框圖如下圖21-1所示。圖21-1 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)發(fā)送部分框圖雙路模擬信號(hào)規(guī)定在音頻范圍內(nèi)，可由信號(hào)源模塊提供1K正弦基波和2K正弦基波，

2、或者由兩塊信號(hào)源模塊分別提供模擬語(yǔ)音信號(hào)。PCM編碼所需時(shí)鐘信號(hào)，即2048K、64K和8K數(shù)字時(shí)鐘由一塊信號(hào)源模塊提供。將雙路模擬信號(hào)分別送入兩塊信源編碼模塊中PCM編碼。編碼數(shù)據(jù)連同時(shí)鐘信號(hào)一起送入時(shí)分復(fù)用模塊時(shí)分復(fù)用輸入，作為時(shí)分復(fù)用的第一路復(fù)用數(shù)據(jù)和第二路復(fù)用數(shù)據(jù)。時(shí)分復(fù)用信號(hào)在信道與眼圖模塊中選擇高斯白噪信道或256K數(shù)字基帶傳輸信道傳輸。2、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)接收部分?jǐn)?shù)字基帶傳輸系統(tǒng)接收部分框圖如下圖21-2所示。圖21-2 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)接收部分框圖從信道接收到的信號(hào)送入同步提取模塊中提取256K位同步信號(hào)BS及基帶幀同步信號(hào)FS，兩同步信號(hào)與接收到的復(fù)用信號(hào)一起給時(shí)分復(fù)用模塊進(jìn)

3、行時(shí)分解復(fù)用。時(shí)分解復(fù)用還原出來(lái)的“數(shù)據(jù)1”、“數(shù)據(jù)2”連同位同步、幀同步信號(hào)一起分別送入兩塊信源編碼模塊中PCM譯碼，還原出模擬信號(hào)。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、將兩塊信號(hào)源模塊、兩塊信源編碼模塊、時(shí)分復(fù)用模塊、信道與眼圖模塊、同步提取模塊小心地固定在主機(jī)箱中，確保電源接觸良好。2、插上電源線，打開主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)，再分別按下七個(gè)模塊中的電源開關(guān)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管燈亮，七個(gè)模塊均開始工作。（注意，此處只是驗(yàn)證通電是否成功，在實(shí)驗(yàn)中均是先連線，后打開電源做實(shí)驗(yàn)，不要帶電連線）3、數(shù)字基帶傳輸發(fā)送端（1）這里以信號(hào)源模塊提供“1K正弦基波”和“2K正弦基波”為例，將“2K正弦基波”的幅度調(diào)節(jié)至3V左右。

4、（2）將雙路模擬信號(hào)，及所需的2048K、64K和8K數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)分別送入兩塊信源編碼模塊中PCM編碼。（3）編碼數(shù)據(jù)連同時(shí)鐘信號(hào)一起送入時(shí)分復(fù)用模塊時(shí)分復(fù)用輸入，作為時(shí)分復(fù)用的第一路復(fù)用數(shù)據(jù)和第二路復(fù)用數(shù)據(jù)。（4）參考實(shí)驗(yàn)連線如下：信號(hào)源模塊 信源編碼模塊一2048K2048KIN64KCLKIN8K FRAMIN2K正弦基波 SIN信號(hào)源模塊 信源編碼模塊二2048K2048KIN64KCLKIN8K FRAMIN1K正弦基波 SIN信號(hào)源模塊 時(shí)分復(fù)用模塊2048K2048K64K位同步（時(shí)分復(fù)用輸入）8K 幀同步（時(shí)分復(fù)用輸入）信源編碼模塊一 時(shí)分復(fù)用模塊PCMOUT 數(shù)據(jù)1（時(shí)分復(fù)用

5、輸入）信源編碼模塊二 時(shí)分復(fù)用模塊PCMOUT 數(shù)據(jù)2（時(shí)分復(fù)用輸入）（5）時(shí)分復(fù)用模塊“第三路復(fù)用數(shù)據(jù)碼型撥碼設(shè)置”撥碼開關(guān)SW01任意設(shè)置。（6）示波器觀測(cè)數(shù)字基帶傳輸發(fā)送端各測(cè)試點(diǎn)信號(hào)4、信道與眼圖將時(shí)分復(fù)用數(shù)據(jù)送入信道與眼圖模塊高斯白噪信道或256K數(shù)字基帶傳輸信道傳輸，從信道輸出的信號(hào)再送到時(shí)分復(fù)用模塊時(shí)分解復(fù)用輸入“數(shù)據(jù)”測(cè)試點(diǎn)中。觀測(cè)此時(shí)256K碼速率帶限信道的眼圖。5、數(shù)字基帶傳輸接收端（1）參考“時(shí)分復(fù)用實(shí)驗(yàn)”、“位同步信號(hào)提取實(shí)驗(yàn)”和“幀同步信號(hào)提取實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)操作步驟，將接收到的時(shí)分復(fù)用信號(hào)進(jìn)行時(shí)分解復(fù)用。（2）將時(shí)分解復(fù)用輸出的兩路數(shù)據(jù)分別交叉送入兩塊信源編碼模塊中PC

6、M譯碼還原。6、模擬語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字基帶傳輸 將兩副帶話筒立體聲耳機(jī)分別插入兩塊信號(hào)源模塊的音頻插座中。原信號(hào)源模塊“2K正弦基波”、“1K正弦基波”改為由信號(hào)源模塊模擬語(yǔ)音信源提供的模擬信號(hào)，即“T-OUT”輸出話音信號(hào)。雙路語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)PCM編碼、時(shí)分復(fù)用、信道傳輸、時(shí)分解復(fù)用并交換、PCM譯碼后，還原的模擬語(yǔ)音分別送入信號(hào)源模塊模擬語(yǔ)音信源“R-IN”測(cè)試點(diǎn)，雙方耳機(jī)接收對(duì)方話筒語(yǔ)音信號(hào)，完成雙路模擬語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字基帶傳輸?shù)恼麄€(gè)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)二十二 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)二一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、將基帶碼型變換技術(shù)融入數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的基本架構(gòu)中。2、掌握模擬信源的數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)框圖。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、雙路

7、模擬信號(hào)分別PCM編碼、時(shí)分復(fù)用、再基帶碼型變換后送入信道傳輸。2、從接收到的復(fù)用信號(hào)中提取同步信號(hào)并碼型反變換，再提取同步信號(hào)并時(shí)分解復(fù)用，然后分別PCM譯碼還原。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號(hào)源模塊 兩塊2、信源編碼模塊 兩塊3、時(shí)分復(fù)用模塊 一塊4、碼型變換模塊 一塊5、信道與眼圖模塊 一塊6、同步提取模塊 一塊7、20M雙蹤示波器 一臺(tái)8、帶話筒立體聲耳機(jī) 兩副四、實(shí)驗(yàn)原理1、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)發(fā)送部分將基帶碼型變換技術(shù)融入數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的基本架構(gòu)后，數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)發(fā)送部分框圖如下圖22-1所示。圖22-1 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)發(fā)送部分框圖上圖中，雙路模擬信號(hào)分別進(jìn)行PCM編碼，再送入復(fù)用模塊中時(shí)

8、分復(fù)用，參見“數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一”數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)發(fā)射部分框圖原理說(shuō)明。復(fù)用輸出的256K數(shù)據(jù)，連同位同步、2BS同步信號(hào)一起，送入碼型變換模塊中進(jìn)行BPH/CMI單極性碼型變換。輸出的512K單極性碼在信道與眼圖模塊中選擇高斯白噪信道或512K數(shù)字基帶傳輸信道傳輸。2、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)接收部分將碼型變換技術(shù)融入數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的基本架構(gòu)后，數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)接收部分框圖如下圖22-2所示。圖22-2 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)接收部分框圖從信道接收到的信號(hào)送入同步提取模塊中提取512K位同步信號(hào)BS，與接收到的信號(hào)一起給碼型變換模塊BPH/CMI碼型反變換。碼型變換模塊解碼輸出“NRZ”、“BS”送

9、入同步提取模塊中提取幀同步信號(hào)FS，然后三個(gè)信號(hào)一起給時(shí)分解復(fù)用模塊進(jìn)行時(shí)分解復(fù)用。時(shí)分解復(fù)用還原出來(lái)的“數(shù)據(jù)1”、“數(shù)據(jù)2”連同位同步、幀同步信號(hào)一起分別送入兩塊信源編碼模塊中PCM譯碼，還原出模擬信號(hào)。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、將兩塊信號(hào)源模塊、兩塊信源編碼模塊、時(shí)分復(fù)用模塊、碼型變換模塊、信道與眼圖模塊、同步提取模塊小心地固定在主機(jī)箱中，確保電源接觸良好。2、插上電源線，打開主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)，再分別按下八個(gè)模塊中的電源開關(guān)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管燈亮，八個(gè)模塊均開始工作。（注意，此處只是驗(yàn)證通電是否成功，在實(shí)驗(yàn)中均是先連線，后打開電源做實(shí)驗(yàn)，不要帶電連線）3、數(shù)字基帶傳輸發(fā)送端（1）這里以信號(hào)源模塊

10、提供“1K正弦基波”和“2K正弦基波”為例，將“2K正弦基波”的幅度調(diào)節(jié)至3V左右。（2）將雙路模擬信號(hào)，及所需的2048K、64K和8K數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)分別送入兩塊信源編碼模塊中PCM編碼。（3）編碼數(shù)據(jù)連同時(shí)鐘信號(hào)一起送入時(shí)分復(fù)用模塊時(shí)分復(fù)用輸入，作為時(shí)分復(fù)用的第一路復(fù)用數(shù)據(jù)和第二路復(fù)用數(shù)據(jù)。（4）將時(shí)分復(fù)用輸出數(shù)據(jù)送入碼型變換模塊，選擇BPH/CMI單極性編碼。（5）參考實(shí)驗(yàn)連線如下：信號(hào)源模塊 信源編碼模塊一2048K2048KIN64KCLKIN8K FRAMIN2K正弦基波 SIN信號(hào)源模塊 信源編碼模塊二2048K2048KIN64KCLKIN8K FRAMIN1K正弦基波 SIN信

11、號(hào)源模塊 時(shí)分復(fù)用模塊2048K2048K64K位同步（時(shí)分復(fù)用輸入）8K 幀同步（時(shí)分復(fù)用輸入）信源編碼模塊一 時(shí)分復(fù)用模塊PCMOUT 數(shù)據(jù)1（時(shí)分復(fù)用輸入）信源編碼模塊二 時(shí)分復(fù)用模塊PCMOUT 數(shù)據(jù)2（時(shí)分復(fù)用輸入）時(shí)分復(fù)用模塊 碼型變換模塊數(shù)據(jù)（時(shí)分復(fù)用輸出） NRZ（編碼輸入）位同步（時(shí)分復(fù)用輸出） BS（編碼輸入）2BS同步（時(shí)分復(fù)用輸出）2BS（編碼輸入）（6）時(shí)分復(fù)用模塊“第三路復(fù)用數(shù)據(jù)碼型撥碼設(shè)置”撥碼開關(guān)SW01任意設(shè)置。（7）碼型變換模塊“碼型選擇”BPH或者CMI編碼。（8）示波器觀測(cè)數(shù)字基帶傳輸發(fā)送端各測(cè)試點(diǎn)信號(hào)4、信道與眼圖將碼型變換編碼數(shù)據(jù)送入信道與眼圖模塊高

12、斯白噪信道或512K數(shù)字基帶傳輸信道傳輸，從信道輸出的信號(hào)再送到碼型變換模塊解碼輸入“單極性”測(cè)試點(diǎn)中。觀測(cè)此時(shí)512K碼速率帶限信道的眼圖。5、數(shù)字基帶傳輸接收端（1）參考“碼型變換實(shí)驗(yàn)”、“時(shí)分復(fù)用實(shí)驗(yàn)”、“位同步信號(hào)提取實(shí)驗(yàn)”和“幀同步信號(hào)提取實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)操作步驟，將接收到的BPH/CMI編碼信號(hào)進(jìn)行碼型反變換。（2）將碼型反變換后的解碼輸出提取幀同步信號(hào)后，送時(shí)分復(fù)用模塊進(jìn)行時(shí)分解復(fù)用。（3）將時(shí)分解復(fù)用輸出的兩路數(shù)據(jù)分別交叉送入兩塊信源編碼模塊中PCM譯碼還原。6、模擬語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字基帶傳輸 將兩副帶話筒立體聲耳機(jī)分別插入兩塊信號(hào)源模塊的音頻插座中。原信號(hào)源模塊“2K正弦基波”、“1

13、K正弦基波”改為由信號(hào)源模塊模擬語(yǔ)音信源提供的模擬信號(hào)，即“T-OUT”輸出話音信號(hào)。雙路語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)PCM編碼、時(shí)分復(fù)用、單極性碼型變換、信道傳輸、碼型反變換、時(shí)分解復(fù)用并交換、PCM譯碼后，還原的模擬語(yǔ)音分別送入信號(hào)源模塊模擬語(yǔ)音信源“R-IN”測(cè)試點(diǎn)，雙方耳機(jī)接收對(duì)方話筒語(yǔ)音信號(hào)，完成雙路模擬語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字基帶傳輸?shù)恼麄€(gè)過(guò)程。附子實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十 眼圖實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握用眼圖來(lái)定性評(píng)價(jià)基帶傳輸系統(tǒng)性能。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、碼間串?dāng)_下，觀測(cè)眼圖“眼睛”張開/閉合。2、噪聲干擾下，觀測(cè)眼圖“眼睛”張開/閉合。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號(hào)源模塊 一塊2、信源編碼模塊 一塊3、時(shí)分復(fù)用模塊 一塊4、碼型變換模塊

14、 一塊5、信道與眼圖模塊 一塊6、20M雙蹤示波器 一臺(tái)四、實(shí)驗(yàn)原理 眼圖原理參見“信道與眼圖模塊”原理部分闡述。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、將信號(hào)源模塊、信源編碼模塊、時(shí)分復(fù)用模塊、碼型變換模塊、信道與眼圖模塊小心地固定在主機(jī)箱中，確保電源接觸良好。2、插上電源線，打開主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)，再分別按下五個(gè)模塊中的電源開關(guān)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管燈亮，五個(gè)模塊均開始工作。（注意，此處只是驗(yàn)證通電是否成功，在實(shí)驗(yàn)中均是先連線，后打開電源做實(shí)驗(yàn)，不要帶電連線）3、碼間串?dāng)_下，觀測(cè)眼圖“眼睛”張開/閉合（1）參見“時(shí)分復(fù)用實(shí)驗(yàn)”操作步驟，簡(jiǎn)化為僅一路模擬信號(hào)PCM編碼后時(shí)分復(fù)用。（2）將產(chǎn)生的256K碼速率的時(shí)分復(fù)用

15、數(shù)據(jù)送入信道與眼圖模塊“256K”數(shù)字基帶傳輸信道“輸入”測(cè)試點(diǎn)。（3）示波器設(shè)定為外觸發(fā)方式，即選擇為“Ext”觸發(fā)。1通道接信道與眼圖模塊“256K”數(shù)字基帶傳輸信道“輸出”，“EXT TRIG”外觸發(fā)通道接時(shí)分復(fù)用模塊時(shí)分復(fù)用輸出“位同步”，調(diào)節(jié)信道與眼圖模塊“256K碼速率帶限信道”“眼圖調(diào)節(jié)”旋轉(zhuǎn)電位器，觀測(cè)碼間串?dāng)_條件下，眼圖“眼睛”的張開/閉合過(guò)程。（4）參見“碼型變換實(shí)驗(yàn)”操作步驟，將以上時(shí)分復(fù)用數(shù)據(jù)先送碼型變換模塊經(jīng)單極性碼型變換，再將產(chǎn)生的512K碼速率的BPH/CMI編碼送入信道與眼圖模塊“512K”數(shù)字基帶傳輸信道“輸入”測(cè)試點(diǎn)。（5）示波器設(shè)定為外觸發(fā)方式，即選擇為“

16、Ext”觸發(fā)。1通道接信道與眼圖模塊“512K”數(shù)字基帶傳輸信道“輸出”，“EXT TRIG”外觸發(fā)通道接碼型變換模塊編碼輸出“位同步”，調(diào)節(jié)信道與眼圖模塊“512K碼速率帶限信道”“眼圖調(diào)節(jié)”旋轉(zhuǎn)電位器，觀測(cè)碼間串?dāng)_條件下，眼圖“眼睛”的張開/閉合過(guò)程。4、噪聲干擾下，觀測(cè)眼圖“眼睛”張開/閉合將高斯白噪信道加入到以上傳輸過(guò)程中，例如，將時(shí)分復(fù)用數(shù)據(jù)先送入高斯白噪信道，再送入256K數(shù)字基帶傳輸信道中，觀測(cè)眼圖的方法不變，調(diào)節(jié)“高斯白噪信道噪聲功率調(diào)節(jié)”旋轉(zhuǎn)電位器，觀測(cè)在噪聲干擾條件下，眼圖“眼睛”的張開/閉合過(guò)程。實(shí)驗(yàn)八 時(shí)分復(fù)用實(shí)驗(yàn)（TDM）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解時(shí)分復(fù)用的基本概念。2、掌

17、握時(shí)分復(fù)用與解復(fù)用的原理框圖。3、掌握時(shí)分復(fù)用信號(hào)的結(jié)構(gòu)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、雙路模擬信號(hào)分別PCM編碼、再時(shí)分復(fù)用，觀測(cè)時(shí)分復(fù)用信號(hào)。2、對(duì)時(shí)分復(fù)用信號(hào)進(jìn)行時(shí)分解復(fù)用，再分別PCM譯碼還原。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號(hào)源模塊 兩塊2、信源編碼模塊 兩塊3、時(shí)分復(fù)用模塊 一塊4、20M雙蹤示波器 一臺(tái)5、帶話筒立體聲耳機(jī) 兩副四、實(shí)驗(yàn)原理1、時(shí)分復(fù)用原理框圖時(shí)分復(fù)用原理框圖如下圖8-1所示。圖8-1 時(shí)分復(fù)用原理框圖兩路PCM編碼連同位同步BS、幀同步FS一起，送入時(shí)分復(fù)用模塊時(shí)分復(fù)用輸入對(duì)應(yīng)插孔，PCM編碼的碼速率是64K，位同步BS的頻率是64K，幀同步FS的頻率是8K。在時(shí)分復(fù)用過(guò)程中，工作時(shí)鐘為2

18、048K，先由兩個(gè)移位寄存器對(duì)數(shù)據(jù)1和數(shù)據(jù)2串/并轉(zhuǎn)換為8位并行數(shù)據(jù)輸出。然后數(shù)據(jù)選擇器在幀同步信號(hào)FS的控制下，按照復(fù)用BS的位同步，輪流選通幀頭、數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2、數(shù)據(jù)3，組成復(fù)用NRZ數(shù)據(jù)串行輸出。時(shí)分復(fù)用輸出的位同步信號(hào)頻率設(shè)定為輸入位時(shí)鐘64K的四倍，即256K。時(shí)分復(fù)用輸出一幀32位，故幀同步信號(hào)的頻率為位同步信號(hào)的1/32，即8K，且為窄幀。時(shí)分復(fù)用輸出信號(hào)的結(jié)構(gòu)見下圖8-2所示。圖8-2 時(shí)分復(fù)用輸出信號(hào)的結(jié)構(gòu)2、時(shí)分解復(fù)用原理框圖時(shí)分解復(fù)用原理框圖如下圖8-3所示。圖8-3 時(shí)分解復(fù)用原理框圖復(fù)用數(shù)據(jù)連同對(duì)應(yīng)的位同步BS、幀同步FS一起，送入時(shí)分復(fù)用模塊時(shí)分解復(fù)用輸入對(duì)應(yīng)插孔，

19、復(fù)用數(shù)據(jù)的碼速率是256K，位同步BS的頻率是256K，幀同步FS是8K窄幀。在時(shí)分解復(fù)用過(guò)程中，工作時(shí)鐘仍為2048K，先由三個(gè)移位寄存器對(duì)復(fù)用數(shù)據(jù)串/并轉(zhuǎn)換為24位并行數(shù)據(jù)輸出，原復(fù)用數(shù)據(jù)中的幀頭自動(dòng)丟棄。然后數(shù)據(jù)選擇器在幀同步信號(hào)FS的控制下，按照解復(fù)用輸出的位同步信號(hào)，恢復(fù)原數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2、數(shù)據(jù)3，按照解復(fù)用輸出的幀同步信號(hào)，每幀8位串行輸出。時(shí)分解復(fù)用輸出的位同步信號(hào)頻率恢復(fù)為原復(fù)用輸入的位時(shí)鐘64K。時(shí)分解復(fù)用輸出的幀同步信號(hào)頻率恢復(fù)為原復(fù)用輸入的幀時(shí)鐘8K。解復(fù)用輸出的數(shù)據(jù)連同解復(fù)用輸出的位同步、幀同步一起，再送入信源編碼模塊中，PCM譯碼還原即可。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、將兩塊信號(hào)源模

20、塊、兩塊信源編碼模塊、時(shí)分復(fù)用模塊小心地固定在主機(jī)箱中，確保電源接觸良好。2、插上電源線，打開主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)，再分別按下五個(gè)模塊中的電源開關(guān)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管燈亮，五個(gè)模塊均開始工作。（注意，此處只是驗(yàn)證通電是否成功，在實(shí)驗(yàn)中均是先連線，后打開電源做實(shí)驗(yàn)，不要帶電連線）3、時(shí)分復(fù)用（1）這里以信號(hào)源模塊提供“1K正弦基波”和“2K正弦基波”為例，將“2K正弦基波”的幅度調(diào)節(jié)至3V左右。（2）實(shí)驗(yàn)連線如下：信號(hào)源模塊 信源編碼模塊一2048K2048KIN64KCLKIN8K FRAMIN2K正弦基波 SIN信號(hào)源模塊 信源編碼模塊二2048K2048KIN64KCLKIN8K FRAMI

21、N1K正弦基波 SIN信號(hào)源模塊 時(shí)分復(fù)用模塊2048K2048K64K位同步（時(shí)分復(fù)用輸入）8K 幀同步（時(shí)分復(fù)用輸入）信源編碼模塊一 時(shí)分復(fù)用模塊PCMOUT 數(shù)據(jù)1（時(shí)分復(fù)用輸入）信源編碼模塊二 時(shí)分復(fù)用模塊PCMOUT 數(shù)據(jù)2（時(shí)分復(fù)用輸入）（3）時(shí)分復(fù)用模塊“第三路復(fù)用數(shù)據(jù)碼型撥碼設(shè)置”撥碼開關(guān)SW01任意設(shè)置。（4）示波器觀測(cè)兩塊信源編碼模塊PCM編碼。（5）以時(shí)分復(fù)用輸出“幀同步”信號(hào)為內(nèi)觸發(fā)源，示波器雙蹤觀測(cè)時(shí)分復(fù)用輸出“幀同步”、“數(shù)據(jù)”測(cè)試點(diǎn)，驗(yàn)證“數(shù)據(jù)”是否符合時(shí)分復(fù)用輸出信號(hào)的結(jié)構(gòu)。 此時(shí)，時(shí)分復(fù)用輸出“位同步”為256K方波信號(hào)。（6）改變信號(hào)源模塊“2K正弦基波”的

22、幅度，改變復(fù)用模塊“第三路復(fù)用數(shù)據(jù)碼型撥碼設(shè)置”撥碼開關(guān)SW01設(shè)置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。4、時(shí)分解復(fù)用（1）以上模塊設(shè)置和連線均不變，增加連線如下：時(shí)分復(fù)用模塊內(nèi)連線數(shù)據(jù)（時(shí)分復(fù)用輸出）數(shù)據(jù)（時(shí)分解復(fù)用輸入）位同步（時(shí)分復(fù)用輸出）位同步（時(shí)分解復(fù)用輸入）幀同步（時(shí)分復(fù)用輸出）幀同步（時(shí)分解復(fù)用輸入）時(shí)分復(fù)用模塊 信源編碼模塊二2048K J2048KIN數(shù)據(jù)1（時(shí)分解復(fù)用輸出） JPCMIN位同步（時(shí)分解復(fù)用輸出）JCLKIN幀同步（時(shí)分解復(fù)用輸出）JFRAMIN時(shí)分復(fù)用模塊 信源編碼模塊一2048K J2048KIN數(shù)據(jù)2（時(shí)分解復(fù)用輸出） JPCMIN位同步（時(shí)分解復(fù)用輸出）JCLKIN幀

23、同步（時(shí)分解復(fù)用輸出）JFRAMIN（2）以時(shí)分解復(fù)用輸出“幀同步”信號(hào)為內(nèi)觸發(fā)源，示波器雙蹤觀測(cè)時(shí)分解復(fù)用輸出“幀同步”、“數(shù)據(jù)3”測(cè)試點(diǎn)，“數(shù)據(jù)3”碼型應(yīng)與“第三路復(fù)用數(shù)據(jù)碼型撥碼設(shè)置”撥碼開關(guān)碼型設(shè)置一致。若“幀同步”信號(hào)對(duì)應(yīng)的不是“數(shù)據(jù)3”的第一位撥碼，嘗試按“復(fù)位”鍵。（3）示波器對(duì)比觀測(cè)時(shí)分復(fù)用模塊時(shí)分復(fù)用輸入“數(shù)據(jù)1”、“數(shù)據(jù)2”及時(shí)分解復(fù)用輸出“數(shù)據(jù)1”、“數(shù)據(jù)2”測(cè)試點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的兩者碼型應(yīng)一致。（4）示波器雙蹤觀測(cè)信源編碼模塊一“S-IN”與信源編碼模塊二“JPCM-OUT”測(cè)試點(diǎn)，對(duì)比“2K正弦基波”還原的效果。（5）示波器雙蹤觀測(cè)信源編碼模塊二“S-IN”與信源編碼模塊一“

24、JPCM-OUT”測(cè)試點(diǎn)，對(duì)比“1K正弦基波”還原的效果。5、雙路模擬語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)分復(fù)用 將兩副帶話筒立體聲耳機(jī)分別插入兩塊信號(hào)源模塊對(duì)應(yīng)的音頻插座中。原信號(hào)源模塊“2K正弦基波”、“1K正弦基波”改為由兩塊信號(hào)源模塊模擬語(yǔ)音信源提供的模擬信號(hào)，即“T-OUT”輸出話音信號(hào)。雙路語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)PCM編碼、時(shí)分復(fù)用、時(shí)分解復(fù)用并交換、PCM譯碼后，還原的模擬語(yǔ)音分別送入兩塊信號(hào)源模塊模擬語(yǔ)音信源“R-IN”測(cè)試點(diǎn)，雙方耳機(jī)接收對(duì)方話筒語(yǔ)音信號(hào)，完成雙路模擬語(yǔ)音信號(hào)時(shí)分復(fù)用的整個(gè)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)十六 位同步信號(hào)提取實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握用數(shù)字鎖相環(huán)提取位同步信號(hào)的原理與實(shí)現(xiàn)方法。2、了解位同步系統(tǒng)的性能分

25、析。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察數(shù)字鎖相環(huán)提取位同步信號(hào)的過(guò)程。2、提取信號(hào)源模塊NRZ碼的位同步信號(hào)。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號(hào)源模塊 一塊2、同步提取模塊 一塊3、20M雙蹤示波器 一臺(tái)四、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)中基于閉環(huán)同步法的原理，設(shè)計(jì)數(shù)字鎖相環(huán)，提取位同步信號(hào)。數(shù)字鎖相環(huán)提取位同步信號(hào)原理框圖如下圖16-1所示。圖16-1 數(shù)字鎖相環(huán)提取位同步信號(hào)原理框圖數(shù)字鎖相環(huán)是由高穩(wěn)定度振蕩器（晶振或鐘振）、分頻器、相位比較器和控制器組成。其中，控制器包括上圖中的扣除門、添加門和或門。設(shè)要提取的位同步信號(hào)的頻率為，則要求振蕩器的振蕩頻率為M赫茲，其中M為分頻器的分頻系數(shù)。窄脈沖形成器的作用是將振蕩波形變成兩個(gè)脈沖，分

26、別送給添加門和扣除門。要求這兩個(gè)脈沖相位剛好相差180°。添加門為常閉門，在沒有滯后脈沖控制時(shí)，這里的滯后脈沖和超前脈沖由相位比較器比較后產(chǎn)生，此門始終關(guān)閉，輸出低電平；扣除門為常開門，在沒有超前脈沖控制時(shí)，來(lái)自振蕩器的窄脈沖信號(hào)順利通過(guò)扣除門。振蕩器窄脈沖經(jīng)或門送入M次分頻器中分頻，輸出頻率為赫茲的脈沖信號(hào)。該信號(hào)再經(jīng)過(guò)脈沖形成電路，輸出規(guī)則的位同步信號(hào)。相位比相器反映接收碼元與M次分頻器的輸出信號(hào)，即本地時(shí)鐘信號(hào)，之間的相位關(guān)系。如本地時(shí)鐘信號(hào)超前于接收碼元的相位，則比相器輸出一個(gè)超前脈沖，加到扣除門，扣除一個(gè)振蕩脈沖，這樣分頻器的輸出脈沖的相位就滯后了1/M周期。如本地時(shí)鐘信號(hào)

27、滯后于接收碼元的相位，則比相器輸出一個(gè)滯后脈沖，加到添加門，控制添加門打開，加入一個(gè)振蕩脈沖到或門。由于加到添加門的與加到扣除門的兩個(gè)振蕩脈沖信號(hào)的相位相差180°，即這兩個(gè)信號(hào)在時(shí)間上是錯(cuò)開的，因此當(dāng)從添加門加入一個(gè)窄脈沖到或門時(shí)，相當(dāng)于在扣除門輸出的振蕩信號(hào)中間插入了一個(gè)窄脈沖，也就使分頻器輸入端添加了一個(gè)脈沖，這樣分頻器輸出相位就提前了1/M周期。整個(gè)數(shù)字鎖相環(huán)路按上述方式，反復(fù)調(diào)整本地時(shí)鐘信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)位同步。同步提取模塊采用數(shù)字鎖相環(huán)提取位同步信號(hào)。接收端收到NRZ碼數(shù)據(jù)后，已知碼速率，設(shè)定相應(yīng)的M次分頻器的分頻系數(shù)M，使數(shù)字鎖相環(huán)從接收NRZ碼中恢復(fù)出與發(fā)端頻率相同的碼元時(shí)

28、鐘信號(hào)。數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)提取256K和512K兩種碼速率NRZ碼的位同步信號(hào)，即256K時(shí)分復(fù)用數(shù)據(jù)提取位同步信號(hào)和512K時(shí)分復(fù)用再單極性碼型變換數(shù)據(jù)提取位同步信號(hào)。數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)提取96K和192K兩種碼速率NRZ碼的位同步信號(hào)，即數(shù)字調(diào)制與解調(diào)單元實(shí)驗(yàn)中96K NRZ碼位同步信號(hào)和數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中192K NRZ碼位同步信號(hào)。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、將信號(hào)源模塊、同步提取模塊小心地固定在主機(jī)箱中，確保電源接觸良好。2、插上電源線，打開主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)，再分別按下兩個(gè)模塊中的電源開關(guān)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管燈亮，兩個(gè)模塊均開始工作。（注意，此處只是驗(yàn)證通電是否成功，在實(shí)驗(yàn)中均是先連線，后打開

29、電源做實(shí)驗(yàn)，不要帶電連線）3、實(shí)驗(yàn)連線如下：信號(hào)源模塊 同步提取模塊24.576MCLKNRZ NRZ輸入（位同步提?。?、96K NRZ碼（1）信號(hào)源模塊“碼速率選擇”撥碼開關(guān)設(shè)置為8分頻，即撥為00000000 00001000。24位“NRZ碼型選擇”撥碼開關(guān)任意設(shè)置。 （2）同步提取模塊“位提取選擇”撥碼開關(guān)撥為1000。（3）示波器雙蹤觀測(cè)同步提取模塊位同步提取“NRZ輸入”與“BS輸出”測(cè)試點(diǎn)，有“BS輸出”為“NRZ輸入”的位同步信號(hào)，且在上升邊沿對(duì)齊。（4）若不在上升邊沿對(duì)齊，嘗試按“復(fù)位”鍵。5、192K、256K、512K位同步提取操作步驟與96K相同，這里不再贅述。六、課

30、后擴(kuò)展題參照數(shù)字鎖相環(huán)提取位同步信號(hào)原理框圖，有興趣的同學(xué)可在實(shí)驗(yàn)箱配套的CPLD二次開發(fā)模塊硬件平臺(tái)上，完成“位同步提取實(shí)驗(yàn)”。實(shí)驗(yàn)十七 幀同步信號(hào)提取實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握用集中插入法提取幀同步信號(hào)的原理與實(shí)現(xiàn)方法。2、了解幀同步系統(tǒng)的性能分析。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察集中插入法提取幀同步信號(hào)的過(guò)程。2、提取時(shí)分復(fù)用模塊時(shí)分復(fù)用數(shù)據(jù)的幀同步信號(hào)。3、提取信號(hào)源模塊NRZ碼的幀同步信號(hào)。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號(hào)源模塊 一塊2、同步提取模塊 一塊3、時(shí)分復(fù)用模塊 一塊4、20M雙蹤示波器 一臺(tái)四、實(shí)驗(yàn)原理為了使接收到的碼元能夠被理解，需要知道其如何分組。一般說(shuō)來(lái)，接收端需要利用群同步碼去劃分接收碼元

31、序列。群同步碼的插入方法有兩種：集中插入法和分散插入法。其中，集中插入法是將標(biāo)志碼組開始位置的群同步碼插入于一個(gè)碼組的前面，如下圖17-1所示。這里的群同步碼是一組符合特殊規(guī)律的碼元，它出現(xiàn)在信息碼元序列中的可能性非常小。接收端一旦檢測(cè)到這個(gè)特定的群同步碼組就馬上知道了這組信息碼元的“頭”。所以這種方法適用于要求快速建立同步的地方，或間斷傳輸信息并且每次傳輸時(shí)間很短的場(chǎng)合。圖17-1 集中插入法同步提取模塊采用集中插入法提取幀同步信號(hào)。接收端收到NRZ碼數(shù)據(jù)后，已知同步碼組，從接收NRZ碼中檢測(cè)到這個(gè)特定的同步碼組后，產(chǎn)生一個(gè)窄脈沖輸出。數(shù)字基帶提幀過(guò)程提取時(shí)分復(fù)用數(shù)據(jù)的幀同步信號(hào)，時(shí)分復(fù)用數(shù)

32、據(jù)32位一幀，每幀的24位信息碼元之前，集中插入8位的同步碼組“01110010”（巴克碼1110010前面補(bǔ)一位0），提取出的幀同步信號(hào)為窄幀，對(duì)應(yīng)同步碼組的第一位“0”。數(shù)字頻帶提幀過(guò)程提取NRZ碼的幀同步信號(hào)，NRZ碼要求24位一幀，每幀的16位信息碼元之前，集中插入8位的同步碼組“11100100” （巴克碼1110010后面補(bǔ)一位0），提取出的幀同步信號(hào)為窄幀，對(duì)應(yīng)同步碼組后的第一位數(shù)據(jù)。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、將信號(hào)源模塊、同步提取模塊、時(shí)分復(fù)用模塊小心地固定在主機(jī)箱中，確保電源接觸良好。2、插上電源線，打開主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)，再分別按下三個(gè)模塊中的電源開關(guān)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管燈亮，三個(gè)模

33、塊均開始工作。（注意，此處只是驗(yàn)證通電是否成功，在實(shí)驗(yàn)中均是先連線，后打開電源做實(shí)驗(yàn)，不要帶電連線）3、實(shí)驗(yàn)連線如下：信號(hào)源模塊 時(shí)分復(fù)用模塊2048K2048K64K位同步（時(shí)分復(fù)用輸入）8K 幀同步（時(shí)分復(fù)用輸入）時(shí)分復(fù)用模塊 同步提取模塊 數(shù)據(jù)（時(shí)分復(fù)用輸出）NRZ輸入（幀同步提?。┪煌剑〞r(shí)分復(fù)用輸出） BS輸入（幀同步提取）4、時(shí)分復(fù)用數(shù)據(jù)幀同步提?。?）時(shí)分復(fù)用模塊“第三路復(fù)用數(shù)據(jù)碼型撥碼設(shè)置”撥碼開關(guān)任意設(shè)置。（2）示波器雙蹤觀測(cè)幀同步提取“NRZ輸入”與“FS輸出”測(cè)試點(diǎn)，有8KHz窄幀輸出，幀的位置對(duì)應(yīng)復(fù)用數(shù)據(jù)幀頭的第一位“0”碼元。（3）按“復(fù)位”鍵，幀信號(hào)的位置可能有移動(dòng)

34、，但始終在幀頭第一位“0”碼元的范圍內(nèi)，如下圖所示。5、拆除以上所有連線，實(shí)驗(yàn)重新連線如下：信號(hào)源模塊 同步提取模塊NRZNRZ輸入（幀同步提取）BSBS輸入（幀同步提?。?、NRZ碼幀同步提?。?）信號(hào)源模塊“碼速率選擇”撥碼開關(guān)任意設(shè)置。24位“NRZ碼型選擇”撥碼開關(guān)有8位撥碼設(shè)置為“11100100”，其余任意設(shè)置。（2）示波器雙蹤觀測(cè)頻帶同步提取模塊“NRZ輸入”與“FS輸出”測(cè)試點(diǎn)，“FS輸出”為“NRZ輸入”的幀同步信號(hào)，且對(duì)齊幀頭后的第1位碼元，高電平時(shí)間為一位碼元的寬度，如下圖所示。 六、課后擴(kuò)展題有興趣的同學(xué)可在實(shí)驗(yàn)箱配套的CPLD二次開發(fā)模塊硬件平臺(tái)上，完成“幀同步提取實(shí)

35、驗(yàn)”。實(shí)驗(yàn)九 碼型變換實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握BPH、CMI、AMI、HDB3四種典型傳輸碼型的編碼規(guī)則。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、BPH碼變換與反變換。2、CMI碼變換與反變換。3、AMI碼變換與反變換。4、HDB3碼變換與反變換。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號(hào)源模塊 一塊2、碼型變換模塊 一塊3、 20M雙蹤示波器 一臺(tái)四、實(shí)驗(yàn)原理1、BPH碼BPH碼的全稱是數(shù)字雙相碼，又稱曼徹斯特碼。它是對(duì)每個(gè)二進(jìn)制代碼分別用兩個(gè)具有兩個(gè)不同相位的二進(jìn)制新碼去取代的碼，或者可以理解為用一個(gè)周期的正負(fù)對(duì)稱方波表示“1”碼，用該方波的反相來(lái)表示“0”碼。即，0>011>10eg：NRZ 1 0 0 1 0BPH 1

36、0 01 01 10 01BPH碼的特點(diǎn)是只使用兩個(gè)電平，每個(gè)碼元間隔的中心點(diǎn)都存在電平跳變，所以含有豐富的定時(shí)信息，且沒有直流分量，編碼過(guò)程簡(jiǎn)單。2、CMI碼CMI碼的全稱是傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼，與BPH碼類似，也是一種二電平非歸零碼。CMI碼編碼規(guī)則是：信息碼中的“1”碼交替用“11”和“00”表示，“0”碼用“01”表示。eg：NRZ 1 0 0 1 0 CMI 11 01 01 00 01 或 00 01 01 11 01這種碼型有較多的電平躍變，因此含有豐富的定時(shí)信息。此外，由于10為禁用碼組，不會(huì)出現(xiàn)三個(gè)以上的連碼，這個(gè)規(guī)律可用來(lái)宏觀檢錯(cuò)。3、AMI碼AMI碼的全稱是傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼，其編碼規(guī)

37、則是：將信息碼的“1”（傳號(hào)）交替地變換為“+1”和“-1”，而“0”（空號(hào)）保持不變。eg：NRZ 1 0 0 1 0 AMI 1 0 0 1 0 或 1 0 0 1 0AMI碼對(duì)應(yīng)的波形是具有正、負(fù)、零三種電平地脈沖序列。它可以看成是單極性波形的變形，即“0”仍對(duì)應(yīng)零電平，而“1”交替對(duì)應(yīng)正、負(fù)電平。AMI碼的主要特點(diǎn)是無(wú)直流成分，接收端收到的碼元極性與發(fā)送端完全相反也能正確判斷。譯碼時(shí)只需把AMI碼經(jīng)過(guò)全波整流就可以變?yōu)閱螛O性碼。由于其具有上述優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛應(yīng)用。但該碼有一個(gè)重要缺點(diǎn)，即當(dāng)用它來(lái)獲取定時(shí)信息時(shí)，由于它可能出現(xiàn)長(zhǎng)的連0串，因而會(huì)造成提取定時(shí)信號(hào)的困難。解決連“0”碼問

38、題的有效辦法之一是采用HDB3碼。4、HDB3碼HDB3碼的全稱是三階高密度雙極性碼，下表9-1為HDB3碼的編碼規(guī)則。表9-1 HDB3碼編碼規(guī)則前面“1”碼的極性上次取代后“1”碼的個(gè)數(shù)奇數(shù)個(gè)“1”偶數(shù)個(gè)“1”（包括0個(gè)）000V-B+00V+000V+B-00V-eg：NRZ 10000000 11000000 11100000 （一幀24位循環(huán)）HDB3 1000+V000 -1+1-B00-V00 +1-1+1000+V0 -1000-V000 +1-1+B00+V00 -1+1-1000-V0+V、+B表示正邏輯電平，這里是+5V；-V、-B表示負(fù)邏輯電平，這里是-5V。HDB3碼

39、中“1”、“B”的符號(hào)符合交替反轉(zhuǎn)原則，而“V”的符號(hào)破壞這種符號(hào)交替反轉(zhuǎn)原則，但相鄰“V”碼的符號(hào)又是交替反轉(zhuǎn)的。HDB3碼除了保持AMI碼的優(yōu)點(diǎn)外，還增加了使連0串減少到至多3個(gè)的優(yōu)點(diǎn)，而不管信息源的統(tǒng)計(jì)特性如何。這對(duì)于定時(shí)信號(hào)的恢復(fù)是十分有利的。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、將信號(hào)源模塊、碼型變換模塊小心地固定在主機(jī)箱中，確保電源接觸良好。2、插上電源線，打開主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)，再分別按下兩個(gè)模塊中的電源開關(guān)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管燈亮，兩個(gè)模塊均開始工作。（注意，此處只是驗(yàn)證通電是否成功，在實(shí)驗(yàn)中均是先連線，后打開電源做實(shí)驗(yàn)，不要帶電連線）3、信號(hào)源模塊“碼速率選擇”撥碼開關(guān)及24位 “NRZ碼型選擇”

40、撥碼開關(guān)任意設(shè)置。4、實(shí)驗(yàn)連線如下： 信號(hào)源模塊 碼型變換模塊“編碼輸入”NRZ NRZBSBS2BS2BS碼型變換模塊“編碼輸出” 碼型變換模塊“解碼輸入”單極性碼單極性碼位同步位同步雙極性碼雙極性碼5、BPH碼變換與反變換（1）“碼型選擇”撥碼開關(guān)SW01撥為10000000。（2）示波器雙蹤觀測(cè)編碼輸入“NRZ”與編碼輸出“單極性碼”測(cè)試點(diǎn)。此時(shí)，編碼輸出“單極性碼”與“位同步”對(duì)應(yīng)，編碼與BPH碼編碼規(guī)則應(yīng)相符。（3）示波器雙蹤觀測(cè)編碼輸入“NRZ”與解碼輸出“NRZ”，兩者應(yīng)碼型一致。若不一致，嘗試按“復(fù)位”鍵。此時(shí)，解碼輸出“NRZ”與“BS”對(duì)齊。（4）改變信號(hào)源模塊NRZ碼的碼

41、型，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。6、CMI碼變換與反變換（1）“碼型選擇”撥碼開關(guān)SW01撥為01000000。（2）以下操作步驟與BPH碼變換與反變換過(guò)程相同。7、AMI碼變換與反變換（1）“碼型選擇”撥碼開關(guān)SW01撥為00010000。（2）示波器雙蹤觀測(cè)編碼輸入“NRZ”與編碼輸出“雙極性碼”測(cè)試點(diǎn)，此時(shí)，編碼輸出“雙極性碼”與“位同步”對(duì)應(yīng)，編碼與AMI碼編碼規(guī)則相符。（3）示波器雙蹤觀測(cè)編碼輸入“NRZ”與解碼輸出“NRZ”，兩者應(yīng)碼型一致。若不一致，嘗試按“復(fù)位”鍵。此時(shí)，解碼輸出“NRZ”與“BS”對(duì)齊。（4）改變信號(hào)源模塊NRZ碼的碼型，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。8、HDB3碼變換與反變換（1

42、）“碼型選擇”撥碼開關(guān)SW01撥為00100000。（2）以下操作步驟與AMI碼變換與反變換過(guò)程相同。六、課后擴(kuò)展題根據(jù)BPH碼和CMI碼的編碼規(guī)則，在實(shí)驗(yàn)箱配套的CPLD二次開發(fā)模塊、DSP二次開發(fā)模塊的硬件平臺(tái)上，編寫軟件程序，任選其一，完成“BPH碼編解碼實(shí)驗(yàn)”和“CMI碼編解碼實(shí)驗(yàn)”。有興趣的同學(xué)還可在實(shí)驗(yàn)箱配套的單片機(jī)二次開發(fā)模塊硬件平臺(tái)上，編寫軟件程序，完成“CMI編解碼實(shí)驗(yàn)”。實(shí)驗(yàn)六 脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)（PCM）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握抽樣信號(hào)的量化原理。2、掌握脈沖編碼調(diào)制的基本原理。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、對(duì)模擬信號(hào)脈沖編碼調(diào)制，觀測(cè)PCM編碼。2、將PCM編碼解調(diào)還原。三、實(shí)驗(yàn)儀器

43、1、信號(hào)源模塊 一塊2、信源編碼模塊 一塊3、20M雙蹤示波器 一臺(tái)4、帶話筒立體聲耳機(jī) 一副四、實(shí)驗(yàn)原理1、抽樣信號(hào)的量化原理模擬信號(hào)抽樣后變成在時(shí)間離散的信號(hào)后，必須經(jīng)過(guò)量化才成為數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)的量化分為均勻量化和非均勻量化兩種。非均勻量化是根據(jù)信號(hào)的不同區(qū)間來(lái)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??；反之，量化間隔就大。非均勻量化與均勻量化相比，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)際中往往是這樣）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)

44、大、小信號(hào)的影響大致相同，即改善了小信號(hào)時(shí)的信噪比。非均勻量化的實(shí)際過(guò)程通常是將抽樣值壓縮后再進(jìn)行均勻量化?，F(xiàn)在廣泛采用兩種對(duì)數(shù)壓縮，美國(guó)采用壓縮律，我國(guó)和歐洲各國(guó)均采用A壓縮律。本實(shí)驗(yàn)中PCM編碼方式也是采用A壓縮律。A律壓擴(kuò)特性是連續(xù)曲線，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，它基本保持連續(xù)壓擴(kuò)特性曲線的優(yōu)點(diǎn)，又便于用數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，如下圖6-1所示。圖6-1 13折線特性表6-1列出了13折線時(shí)的值與計(jì)算得的值的比較。表 6-1 A律和13折線比較0101按折線分段的01段落12345678斜率16168421表中第二行的值是根據(jù)計(jì)算得到的，第三行

45、的值是13折線分段時(shí)的值?？梢?，13折線各段落的分界點(diǎn)與曲線十分逼近，同時(shí)按2的冪次分割有利于數(shù)字化。2、脈沖編碼調(diào)制的基本原理通常把從模擬信號(hào)抽樣、量化，指導(dǎo)變換成為二進(jìn)制符號(hào)的基本過(guò)程，稱為脈沖編碼調(diào)制（Pulse Code Modulation，PCM）。在13折線法中，無(wú)論輸入信號(hào)是正是負(fù)，均用8位折疊二進(jìn)制碼來(lái)表示輸入信號(hào)的抽樣量化值。其中，用第一位表示量化值的極性，其余七位（第二位至第八位）則表示抽樣量化值的絕對(duì)大小。具體的做法是：用第二至第四位表示段落碼，它的8種可能狀態(tài)來(lái)分別代表8個(gè)段落的起點(diǎn)電平。其它四位表示段內(nèi)碼，它的16種可能狀態(tài)來(lái)分別代表每一段落的16個(gè)均勻劃分的量化級(jí)。這樣處理的結(jié)果，使8個(gè)段落被劃分成27128個(gè)量化級(jí)。段落碼和8個(gè)段落之間的關(guān)系如表6-2所示，段內(nèi)碼與16個(gè)量化級(jí)之間的關(guān)系見表6-3。上述編碼方法是把壓縮、量化和編碼合為一體的方法。表6-2 段落碼 表6-3 段內(nèi)碼段落序號(hào)段落碼量化級(jí)段內(nèi)