实验十自适应差分脉冲编码调制与解调实验

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1、实验十自适应差分脉冲编码调制与解调实验一、实验目的1、加深对A适应差分脉冲编码调制丄作原理的理解。2、了解人规模集成电路MC145540的电路组成及工作原理。二、实验内容1、观察各测虽点波形并画出图形，注意时间对应关系。2、在有可能的怡况下，编写程序并4:此电路板上进行调试。三、实验仪器1、信号源模块2、模拟信兮数字化模块3、终端模块（可选）4、频谱分析模块（可选）5、20.M双踪示波器一台6、频率计（可选）一台7、音频信号发生器（可选）一台8、立体声单放机（4选）一台9、立体声耳机（可选）一副10、连接线若干四、实验原理1、调制原理框图模拟信号在

2、进行ADPCM编码前，先要将A律PCM码变换成A然二进制码，即线性PCM码。2、解调原理框图ADPCM输入hi］样在解码部分，需要进行一次反变换，把ADFCM码解码得到用线性PCM码变换成A律对数PCM信号输出。本实验模块中实现自适应差分脉码凋制ADPCM采用的足大规模集成电路专用芯片MC145540。MCI45540的fi化器与预测器均为自适应方式。当以高于奈奎斯特速率对话音或视频信号抽样时，在前V；样值叫可以看到有明显的相关性，将这些相关样值按通常PCM系统的方式加以编码时会使得编码信号含有多余信息。如果在编码前将这种多余信息去钟:，则可得到效

3、率较高的编码信号。为此，可先利川信兮X（〃rv）的相关性对未来样值进行预测，预测器通常为抽久•延时滤波器（即FTR滤波器）。线性预测器的预测值为：X（nTs）=^AnTs-iTs）/=0其中。，为预测系数，在DPCM中为常数，在ADPCM中为自适应变虽。N为预测阶数。可以根据预测误差能朵最小的准则求出预测系数&。这样，PCM编码器就只是对差值信号心7；）=进行量化和编码，以达到DPCM或ADPCM编码的B的。模拟信号从“S-IN”点输入，经电容E09（10UF）、电阻R31（10KQ）后到运放的反相输入TI-端，运放的输出端一方而送龟增益调整电路和

4、滤波器电路，：W—方而，经过TG端至反馈电阻R32（10KQ）到运放的反相输入TI-端，运放的输岀端一方而送至增益调整电路和滤波器电路，放大倍数=R31/R32=10KQ/10KQ=l,故为1:1，没有放大作用。滤波器的输出倌号一方面送至侧音增益凋整电路,另一方面送至模/数转换电路，变成数字信号，进入PCM编码电路，输出PCM信号，再经过ADPCM编码电路，输出到发送串行移位寄存器电路屮，最fADPCM数据从第20引脚（DT端）输出。ADPCM数据信兮从第25引脚（DR端）进入，串行输入至接收串行移位寄存器电路中，经过ADPCM译码器进行译码，输i

5、liPCM数据码，再经过接收数字增益调整电路后从第5引脚（R0端）输出模拟信号。特别强调的是,该芯片的工作是由外部CPU对内部16个字节的RAM进行编程，由程序进行控制。五、实验步骤及注意事项1、将信兮源模块、模拟信兮数字化模块、频谱分析模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按不三个模块巾的相应开关P0WEK1、P0WER2,对应的发光二极管LED01、LED02发光，按-•下信号源模块的复位键，三个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验屮均是先连线，后打幵电源做实验，不要带电

6、连线）3、将信兮源模块产生的频率为2KHz、峰-峰值为IV左右的正弦波从信兮输入点“S-IN”输入模拟信号数字化模块，将信号源模块的信号输出点“256K”、“8K”分别与模拟信号数字化模块的信号输入点“256K”、“Z8K”连接，按一下模拟倌号数字化模块的“复位”键，使单片机U06复位，观察信号输出点“ADPCM”的波形，观察信号输出点“LS-OLT”“RS-OUT”输出的波形，调节模拟信号数字化模块上标号为“幅度调节”的电位器可以改变信号输出点“LS-OUT”“RS-OUT”输出的信兮幅度。（因为是对随机信兮进行编码，所以用模拟示波器无法同步信兮

7、输出点“ADPCM”，必须用数字存储示波器才能清楚观察到该点波形）4、将倌号输出点“LS-OUT”与倌号输出点“ADPCM”输出的倍号送入频谱分析模块，分别观察两倌号的频谱，记录下来。（可选）5、改变输入正弦信号的频率（人于3400Hz或小于300Hz）和幅度，重复观察上述各点波形。六、实验结果ADPCM输入:S—IN：2KHz,Vp-p=lV的正弦波256K：信号源测试点256K产生的力•波Z8K：信兮源测试点8K产生的方波1、20.48M测试点（20.48M晶振振荡2、ADPCM测试点信号输出点）输出的波形输出的波形（调制后）3、解调输出测试点

8、（有两个）4、解调输出测试点（有两个）输出的波形（解调后）输出的波形（解调后）5、解凋输出测试点（两个•-•起，用示波器双