实验四 pcm编译码

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1、20090401310074张航实验五PCM编译码一、实验目的1.掌握PCM编译码原理。2.掌握PCM基带信号的形成过程及分接过程。3.掌握语音信号PCM编译码系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。二、实验内容1.用示波器观察两路音频信号的编码结果，观察PCM基群信号。2.改变音频信号的幅度，观察和测试译码器输出信号的信噪比变化情况。三、基本原理1、PCM编译码原理：脉冲调制就是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号后在信道中传输。脉码调制就是对模拟信号先抽样，

2、再对样值幅度量化、编码的过程。所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。在该实验中，抽样速率采用8KHz。所谓量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。一个模拟信号经过抽样量化后，得到已量化的脉冲幅度调制信号，它仅为有限个数值。所谓编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的

3、量化值。然而，实际上量化是在编码过程中同时完成的，故编码过程也称为模/数变换，可记作A/D。图4-1PCM原理框图2、PCM编译码实验模块原理本模块的原理方框图如图2-1所示，模块内部使用+5V和-5V电压，其中-5V电压由-12V电源经7905变换得到。图4-1PCM编译码原理方框本模块上有三个开关K5、K6和K8，K5、K6用来选择两个编码器的输入信号，开关手柄处于左边(STA-IN、STB-IN)时选择外部信号、处于右边(STA-S、STB-S)时选择模块内部音频正弦信号。K8用来选择SL

4、B信号为时隙同步信号SL1、SL2、SL5、SL7中的某一个。由于时钟频率为2.048MHz，抽样信号频率为8KHz，故PCM-A及PCM-B的码速率都是2.048MB，一帧中有32个时隙，其中1个时隙为PCM编码数据，另外31个时隙都是空时隙。PCM信号码速率也是2.048MB，一帧中的32个时隙中有29个是空时隙，第0时隙为帧同步码(×1110010)时隙，第2时隙为信号A的时隙，第1(或第5、或第7—由开关K8控制)时隙为信号B的时隙。本实验产生的PCM信号类似于PCM基群信号，但第16个

5、时隙没有信令信号，第0时隙中的信号与PCM基群的第0时隙的信号也不完全相同。由于两个PCM编译码器用同一个时钟信号，因而可以对它们进行同步复接(即不需要进行码速调整)。又由于两个编码器输出数据处于不同时隙，故可对PCM-A和PCM-B进行线或。本模块中用或门74LS32对PCM-A、PCM-B及帧同步信号进行复接。在译码之前，不需要对PCM进行分接处理，译码器的时隙同步信号实际上起到了对信号分路的作用。四、实验步骤1、熟悉PCM编译码单元工作原理，开关K8接通SL1(或SL5、SL7)，开关K5

6、、K6分接置于STA-S、STB-S的方向，接通实验箱电源。2、用示波器观察STA、STB，调节电位器R19(对应STA)和R20(对应STB)，使正弦信号STA、STB波形不失真(峰峰值小于5V)，示波器显示如下图4-3：图4-3输入编码器A、B的信号说明：实验中，从示波器中可以读出，输入编码器的信号频率存在的关系，幅值,,都没有失真。3、用示波器观察PCM编码输出信号。示波器CH1接SL0（调整示波器扫描周期以显示至少两个SL0脉冲，从而可以观察完整的一帧信号），CH2分别接SLA、PCM-

7、A、SLB、PCM-B以及PCM，观察编码后的数据所处时隙位置与时隙同步信号的关系以及PCM信号的帧结构（注意：本实验的帧结构中有29个时隙是空时隙，SL0、SLA及SLB的脉冲宽度等于一个时隙宽度）。开关K8分别接通SL1、SL2、SL5、SL7，示波器CH1接SL0,CH2分别接SLA、SLB,比较时隙关系，观察PCM基群帧结构的变化情况，如下图所示：图4-4SL0和SLA图4-4SL0和PCMA图4-6SL0和SLB图4-4SL0和PCMB图4-5SL0和PCM1图4-5SL0和PCM2图

8、4-5SL0和PCM5图4-5SL0和PCM7结论：SL0是PCM基群的时隙同步信号，信号A,B信号插入到相应的时隙，编码输出的位置仍在相应的时隙。编码输出总会延迟与输入。其中第2个时隙是A信号，2,5,7时隙都是B信号。每一路信号能单独测试，最终复接正确输出。4、用示波器观察PCM译码输出信号（a）用示波器定性观察PCM编译码器的量化噪声（如图）示波器的CH1接STA，CH2接SRA，观察这两个信号波形是否相同(有相位差),注意译码输出的量化噪声。图4-6STA和SRA结论：译码输出比输入有细