通信原理实验四05049new

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1、电子信息工程系实验报告成绩：课程名称：现代通信原理与技术指导教师（签名）：实验项目名称：增量调制（ΔM）编译码实验实验时间：2012.05.24班级：通信092姓名：陈萍萍学号：910705221一、实验目的:1.了解语音信号的ΔM编码过程；2．验证ΔM的编译码原理；3.粗略了解ΔM编译码专用集成电路的基本工作原理、外部电路设计原则和一般使用方法。二、实验仪器1.音频信号发生器XDF-7A2.杂音计ND53.失真度测试仪BS14.毫伏计GB95.直流稳压电源JWY-30-46.双踪同步示波器SR87.数字频率计8110A三

2、、实验原理:1.增量调制（ΔM）增量调制简称ΔM或DM，它是继PCM后出现的又一种模拟信号数字传输的方法，可以看成是DPCM的一个重要特例。其目的在于简化语音编码方法。ΔM与PCM虽然都是用二进制代码去表示模拟信号的编码方式。但是，在PCM中，代码表示样值本身的大小，所需码位数较多，从而导致编译码设备复杂；而在ΔM中，它只用一位编码表示相邻样值的相对大小，从而反映出抽样时刻波形的变化趋势，与样值本身的大小无关。ΔM与PCM编码方式相比具有编译码设备简单，低比特率时的量化信噪比高，抗误码特性好等优点。在军事和工业部门的专

3、用通信网和卫星通信中得到了广泛应用，近年来在高速超大规模集成电路中用作A/D转换器。不难想到，一个语音信号，如果抽样速率很高（远大于奈奎斯特速率），抽样间隔很小，那么相邻样点之间的幅度变化不会很大，相邻抽样值的相对大小（差值）同样能反映模拟信号的变化规律。若将这些差值编码传输，同样可传输模拟信号所含的信息。此差值又称“增量”，其值可正可负。这种用差值编码进行通信的方式，就称为“增量调制”（DeltaModulation），缩写为DM或ΔM。为了说明这个概念，我们来看图8-1。图中，m(t)代表时间连续变化的模拟信号，我们可

4、以用一个时间间隔为Δt，相邻幅度差为+σ或-σ的阶梯波形m’(t)来逼近它。只要Δt足够小，即抽样速率fs=1/Δt足够高，且σ足够小，则阶梯波m’(t)可近似代替m(t)。其中，σ为量化台阶，Δt=Ts为抽样间隔。图4-1增量编码波形示意图阶梯波m’(t)有两个特点：第一，在每个Δt间隔内，m’(t)的幅值不变；第二，相邻间隔的幅值差不是+σ（上升一个量化阶），就是-σ（下降一个量化阶）。利用这两个特点，用“1”码和“0”码分别代表m’(t)上升或下降一个量化阶σ，则m’(t)就被一个二进制序列表征（见图8-1横轴下面的

5、序列）。于是，该序列也相当表征了模拟信号m(t)，实现了模/数转换。除了用阶梯波m’(t)近似m(t)外，还可用另一种形式——图中虚线所示的斜变波m1(t)来近似m(t)。斜变波m1(t)也只有两种变化：按斜率σ/Δt上升一个量阶和按斜率-σ/Δt下降一个量阶。用“1”码表示正斜率，用“0”码表示负斜率，同样可以获得二进制序列。由于斜变波m1(t)在电路上更容易实现，实际中常采用它来近似m(t)。与编码相对应，译码也有两种形式。一种是收到“1”码上升一个量阶（跳变），收到“0”码下降一个量阶（跳变），这样把二进制代码经过

6、译码后变为m’(t)这样的阶梯波。另一种是收到“1”码后产生一个正斜率电压，在Δt时间内上升一个量阶σ，收到“0”码后产生一个负斜率电压，在Δt时间内下降一个量阶σ，这样把二进制代码经过译码后变为如m1(t)这样的斜变波。考虑到电路上实现的简易程度，一般都采用后一种方法。2.单片ΔM编码系统组成随着中、大规模集成电路技术的进步，各种通信专用集成电路迅速发展。ΔM编译码器、开关电容滤波器以及用户接口电路的集成化，为全集成化ΔM数字电话终端设备提供了物质条件。目前，由三块中规模集成电路加少量外接元件设计的新型集成化ΔM数字电话

7、终端机已投入批量生产。图4-2就是这种设备的一个话路方框图。与通用的分立元件及小规模集成电路的编译码器相比，集成化系统在缩小体积、降低功耗方面有明显的效益，对减少量化噪声、增大动态范围等指标起到了良好的作用。本实验用单片MC3518ΔM编译码器和单片CD2912开关电容滤波器组成一个ΔM编译码实验系统。其功能只涉及图4-2中虚线以右的部分。单片ΔM编译码系统组成的方框图如图4-3所示，它是由定时部分、ΔM编译码器及收、发开关电容滤波器组成的。图4-2集成化ΔM数字电话框图图4-3ΔM编译码系统框图四、实验步骤与实验结果：1

8、.时钟部分主振频率为4096kHz，经分频后得到2048Hz的定时，再经分频分相后得到8路32kHz的定时。用示波器在TP1点观察主振波形，在TP2和TP3观察2048kHz至32kHz的波形，并记录其波形参数。TP1、TP2、TP3波形图如下：图像一TP1(4096kHz)图像二TP1(2048kHz