实验七 脉冲编码调制与解调实验

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1、实验七脉冲编码调制与解调实验一、实验目的1．掌握脉冲编码调制与解调的原理。2．掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。3．了解脉冲编码调制信号的频谱特性。4．了解大规模集成电路TP3067的使用方法。二、实验内容1．观察脉冲编码调制与解调的结果，观察调制信号与基带信号之间的关系。2．改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。3．改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。4．观察脉冲编码调制信号的频谱。三、实验器材1.信号源模块2.模拟信号数字化模块3.终端模块（可选）4.频谱分析模块5.20M双踪示

2、波器一台6.音频信号发生器（可选）一台7.立体声单放机（可选）一台8.立体声耳机一副9.连接线若干四、实验原理模拟信号进行抽样后，其抽样值还是随信号幅度连续变化的，当这些连续变化的抽样值通过有噪声的信道传输时，接收端就不能对所发送的抽样准确地估值。如果发送端用预先规定的有限个电平来表示抽样值，且电平间隔比干扰噪声大，则接收端将有可能对所发送的抽样准确地估值，从而有可能消除随机噪声的影响。脉冲编码调制（PCM）简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。脉码调制的过程如图7-1所示。PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。抽样是把时间连续的模拟信号

3、转换成时间离散、幅度连续的抽样信号；量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。国际标准化的PCM码组（电话语音）是八位码组代表一个抽样值。编码后的PCM码组，经数字信道传输，在接收端，用二进制码组重建模拟信号，在解调过程中，一般采用抽样保持电路。预滤波是为了把原始语音信号的频带限制在300－3400Hz左右，所以预滤波会引入一定的频带失真。7—7发送端接收端模拟信源抽样器预滤波器模拟终端波形编码器量化、编码数字信道波形解码器重建滤波器抽样保持、低通图7-1PCM调制原理框图在整个PCM系统中

4、，重建信号的失真主要来源于量化以及信道传输误码，通常，用信号与量化噪声的功率比，即信噪比S/N来表示，国际电报电话咨询委员会（ITU-T）详细规定了它的指标，还规定比特率为64kb/s，使用A律或律编码律。本实验采用大规模集成电路TP3067对语音信号进行PCM编、解码。TP3067在一个芯片内部集成了编码电路和译码电路，是一个单路编译码器。其编码速率为2.048MHz，每一帧数据为8位，帧同步信号为8KHz。模拟信号在编码电路中，经过抽样、量化、编码，最后得到PCM编码信号。在单路编译码器中，经变换后的PCM码是在一个时隙中被发送出去的，在其他的时隙中编译码器是没

5、有输出的，即对一个单路编译码器来说，它在一个PCM帧（32个时隙）里，只在一个特定的时隙中发送编码信号。同样，译码电路也只是在一个特定的时隙（此时隙应与发送时隙相同，否则接收不到PCM编码信号）里才从外部接收PCM编码信号，然后进行译码，经过带通滤波器、放大器后输出。具体电路图如图7-2所示。7—7图7-2PCM编译码电路原理图下面对PCM编译码专用集成电路TP3067芯片做一些简单的介绍。图7-3为TP3067的内部结构方框图，图7-4是TP3067的管脚排列图。图7-3TP3067逻辑方框图44图7-4TP3067管脚排列图1．TP3067管脚的功能（1）VPO

6、+：接收功率放大器的非倒相输出（2）GNDA：模拟地，所有信号均以该引脚为参考点（3）VPO-：接收功率放大器的倒相输出7—7（4）VPI：接收功率放大器的倒相输入（5）VFRO：接收滤波器的模拟输出（6）Vcc：正电源引脚，Vcc=+5V+5%（7）FSR：接收帧同步脉冲，它启动BCLKR，于是PCM数据移入DR，FSR为8KHz脉冲序列。（8）DR：接收数据帧输入。PCM数据随着FSR前沿移入DR。（9）BCLKR/CLKSESL：在FSR的前沿把输入移入DR时位时钟，其频率可以从64KHz至2.048MHz。另一方面它也可能是一个逻辑输入，以此为在同步模式中的

7、主时钟选择频率1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz，BCLKR用在发送和接收两个方向。（10）MCLKR/PDN：接收主时钟，其频率可以为1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz。它允许与MCLKx异步，但为了取得最佳性能应当与MCLKx同步，当MCLKR连续连在低电位时，CLKx被选用为所有内部定时，当MCLKR连续工作在高电位时，器件就处于掉电模式。（11）MCLKx：发送主时钟，其频率可以是1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz，它允许与MCLKR异步，同步工作能实现最佳性能。（12）BCLKx：把PCM数据从Dx