實(shí)驗(yàn)4 PCM HDB3傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)4PCM、HDB3傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆誔CM、AMI/HDB3傳輸系統(tǒng)原理；正確進(jìn)行PCM、AMI/HDB3傳輸系統(tǒng)電路連接；測(cè)試PCM、AMI/HDB3傳輸系統(tǒng)中各模塊輸出信號(hào)，了解信號(hào)加工處理及傳輸?shù)牧鞒?；進(jìn)行PCM、AMI/HDB3傳輸系統(tǒng)單向信號(hào)傳輸試驗(yàn)。二、實(shí)驗(yàn)儀器HDB3編譯碼模塊，位號(hào)：FPCM/ADPCM編譯碼模塊，位號(hào)：H時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊，位號(hào)：G20M雙蹤示波器1臺(tái)鉚孔連接線6根數(shù)字電話機(jī)1部三、實(shí)驗(yàn)原理（一）PCM編譯碼實(shí)驗(yàn)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、取值離散的數(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°PCM通信系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方框圖如圖4-1所示。圖4-1PCM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方框圖在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脈沖序列，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，因此PAM脈沖序列將轉(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28=256個(gè)量化級(jí)），因而每話路PCM編碼后的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)碼率是64kB。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的單路PCM編、譯碼電路是TP3057芯片（見(jiàn)圖4-1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PCM30/32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PCM編碼數(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PCM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，便于用示波器觀測(cè)。此時(shí)一個(gè)PCM幀里，可容納的PCM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，TP3057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。（二）PCM、HDB3傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)中，將PCM編譯碼模塊、AMI/HDB3編譯碼模塊綜合起來(lái)，進(jìn)行語(yǔ)音信號(hào)的變換傳輸。為了實(shí)驗(yàn)者能夠看清信號(hào)變換波形過(guò)程，實(shí)驗(yàn)時(shí)先用DDS信號(hào)源產(chǎn)生的正弦波代替電話語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。其簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖，見(jiàn)圖4-2所示。圖4-2PCM基帶傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖四、實(shí)驗(yàn)步驟及要求（一）PCM編譯碼實(shí)驗(yàn)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，按照下表放置模塊:模塊名稱放置位號(hào)時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊GPCM/ADPCM編譯碼模塊H對(duì)應(yīng)位號(hào)可見(jiàn)底板右上角的“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。2.信號(hào)線連接源端目的端連線作用P03（底板）34P01(H)將連續(xù)的模擬信號(hào)送入PCM編碼輸入端；34P02(H)34P03(H)將PCM編碼輸出端數(shù)據(jù)送入PCM譯碼輸入端；32P04(H)P14（底板）將PCM譯碼還原信號(hào)送入接收濾波器及功放輸入端。加電打開(kāi)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。PCM的編碼時(shí)鐘設(shè)定“時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)送器模塊”上的撥碼器4SW02設(shè)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128KHZ。將時(shí)鐘設(shè)置為64KHZ時(shí)，模擬信號(hào)為正弦波的PCM編碼數(shù)據(jù)觀察（1）撥碼器4SW02設(shè)置“01000”，則PCM的編碼時(shí)鐘為64KHZ。（2）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)。DDS信號(hào)源設(shè)置為正弦波狀態(tài)（通常頻率為2KHZ）,調(diào)節(jié)W01電位器，改變正弦波幅度，并仔細(xì)觀察PCM編碼數(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)，PCM編碼器編碼為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，所以編碼時(shí)對(duì)編碼數(shù)據(jù)奇數(shù)位進(jìn)行了取反操作。注意，本實(shí)驗(yàn)時(shí)鐘為64KHZ，一幀中只能容納1路信號(hào)。若用普通示波器要觀察到穩(wěn)定波形，通常正弦波頻率設(shè)為2KHZ或1KHZ。（3）雙蹤示波器探頭分別接在34P01和34P04，觀察譯碼后的信號(hào)與輸入正弦波是否一致。時(shí)鐘為128KHZ，模擬信號(hào)為正弦波的PCM編碼數(shù)據(jù)觀察上述信號(hào)連接不變，將撥碼器4SW02設(shè)置“01001”，則PCM的編碼時(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)。DDS信號(hào)源設(shè)置為正弦波狀態(tài)（通常頻率為2KHZ），調(diào)節(jié)W01電位器，改變正弦波幅度，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，一幀中能容納2路信號(hào)。本PCM編碼僅一路信號(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)與輸入正弦波是否一致。語(yǔ)音信號(hào)PCM編碼、譯碼試聽(tīng)將撥碼器4SW02設(shè)置為“01000”，此時(shí)PCM編碼時(shí)鐘為64KHZ。用專用導(dǎo)線將P05（用戶電話語(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P14連接，34P02（編碼輸出）與34P03（譯碼輸入）相連。對(duì)著用戶電話話筒講話，在揚(yáng)聲器中試聽(tīng)，直觀感受PCM編碼譯碼的效果（接收濾波器截止頻率設(shè)為2.6KHZ）。7.關(guān)機(jī)拆線實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉電源，拆除信號(hào)連線，并按要求放置好實(shí)驗(yàn)?zāi)K。（二）PCM、HDB3傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)根據(jù)前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，具體化圖3-2結(jié)構(gòu)示意圖，將連接鉚孔等標(biāo)上。4SW02設(shè)置01000或01111，即PCM編碼速率為64Kb/s。整理出實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)步驟和注意點(diǎn)。建議先用DDS信號(hào)源產(chǎn)生的正弦波進(jìn)行波形測(cè)量實(shí)驗(yàn)，再換其它信號(hào)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。注意：務(wù)必檢查連接正確再加電實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)完成后，關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)，按照帶課老師要求放置好實(shí)驗(yàn)?zāi)K。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求當(dāng)輸入的模擬信號(hào)的幅度調(diào)節(jié)為2V時(shí)，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)過(guò)程中各測(cè)量點(diǎn)的波型圖，注意對(duì)應(yīng)相位、時(shí)序關(guān)系。當(dāng)輸入的模擬信號(hào)的