通信原理实验一(2)

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1、实验项目名称：信源编码实验一、实验目的1．通过通过抽样定理加深对抽样定理的理解；加深理解脉冲幅度调制的特点；学习PAM调制硬件实现电路，掌握调整测试方法。2．通过PCM实验掌握PCM编译码原理与系统性能测试；熟悉PCM编译码专用集成芯片的功能和使用方法；学习PCM编译码器的硬件实现电路，掌握它的调整测试方法。3．通过ADPCM实验加深对自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)工作原理的理解；了解大规模集成电路CP1306的电路组成及工作过程；了解利用编写程序对其芯片CP1306的控制与输出处理过程。4．通过增量调制实验掌握增量调制编译码的基本原理，并理解

2、实验电路的工作过程；了解不同速率的编译码，以及低速率编译码时的输出波形；学习增量调制编译码器的硬件实现电路，掌握它的调整测试方法。二、实验仪器1．PAM脉冲调幅模块，位号：H2．时钟与基带数据发生模块，位号：G3．数字示波器1台4．小平口螺丝刀1只5．信号连接线3根6．PCM/ADPCM编译码模块，位号：H7．增量调制编译码模块，位号：D三、实验原理（一）抽样定理及其应用实验抽样定理告诉我们：如果对某一带宽有限的时间连续信号（模拟信号）进行抽样，且抽样速率达到一定数值时，那么根据这些抽样值就能准确地还原原信号。这就是说，若要传输模拟信号，不一定要传输

3、模拟信号本身，可以只传输按抽样定理得到的抽样值。通常，按照基带信号改变脉冲参量（幅度、宽度和位置）的不同，把脉冲调制分为脉幅调制（PAM）、脉宽调制（PDM）和脉位调制（PPM）。虽然这三种信号在时间上都是离散的，但受调参量是连续的，因此也都属于模拟调制。关于PDM和PPM，国外在上世纪70年代研究结果表明其实用性不强，而国内根本就没研究和使用过，所以这里我们就不做介绍。本实验平台仅介绍脉冲幅度调制，因为它是脉冲编码调制的基础。抽样定理实验电路框图，如图1-1所示。模拟信号抽样脉冲形成电路信道模拟信号恢复滤波器开关抽样器32P0132TP0132P0

4、232P03P154SW02控制P09P14P0432W01图1-1抽样的实验过程结构示意图本实验中需要用到以下5个功能模块。1．非同步函数信号或同步正弦波发生器模块：它提供各种有限带宽的时间连续的模拟信号，并经过连线送到“PAM脉冲调幅模块”，作为脉冲幅度调制器的调制信号。P03/P04测试点可用于调制信号的连接和测量；另外，如果实验室配备了电话单机，也可以使用用户电话模块，这样验证实验效果更直接、更形象，P05/P07测试点可用于语音信号的连接和测量。2．抽样脉冲形成电路模块：它提供有限高度，不同宽度和频率的的抽样脉冲序列，并经过连线送到“PAM

5、脉冲调幅模块”，作为脉冲幅度调制器的抽样脉冲。P09测试点可用于抽样脉冲的连接和测量。该模块提供的抽样脉冲有同步和非同步两种，同步的抽样脉冲是频率为8KHz，占空比为50%或近似50%的矩形脉冲；非同步的抽样脉冲由555定时器产生，其频率通过W05连续可调。3．PAM脉冲调幅模块：它采用模拟开关CD4066实现脉冲幅度调制。抽样脉冲序列为高电平时，模拟开关导通，有调制信号输出；抽样脉冲序列为低电平，模拟开关断开，无信号输出。因此，本模块实现的是自然抽样。在32TP01测试点可以测量到已调信号波形。调制信号和抽样脉冲都需要外接连线输入。已调信号经过PA

6、M模拟信道（模拟实际信道的惰性）的传输，从32P03铆孔输出，它可能会产生波形失真。PAM模拟信道电路示意图如图1-2所示，32W01（R1）电位器可改变模拟信道的传输特性，当R1C1=R2C2时，PAM已调信号理论上无失真。4．接收滤波器与功放模块：接收滤波器是数字低通滤波器，它的作用是恢复原调制信号。数字低通滤波器的截止频率受工作时钟控制，它由4SW02的置位确定。铆孔P14是接收滤波器与功放的输入端，实验时需用外接导线将32P03与P14连接。5．时钟与基带数据发生模块：它提供系统工作时钟和接收数字低通滤波器工作时钟。接收数字低通滤波器截止频率

7、的设置由该模块中微型连排拨动开关4SW02置位确定。32W01C1C232P03R232TP01图1-2PAM信道仿真电路示意图最后强调说明：实际应用的抽样脉冲和信号恢复与理想情况有一定区别。理想抽样的抽样脉冲应该是冲击脉冲序列，在实际应用中，这是不可能实现的。因此一般是用高度有限、宽度较窄的窄脉冲代替，本实验中提供的抽样脉冲，是频率为8KHz，占空比为50%或近似50%的矩形脉冲或由555定时器产生的频率连续可调的脉冲。另外，实际应用中使信号恢复的滤波器不可能是理想的。当滤波器特性不是理想低通时，抽样频率不能就等于被抽样信号频率的2倍，否则会使信号

8、失真。考虑到实际滤波器的特性，抽样频率要求选得较高。由于PAM通信系统的抗干扰能力差，目前很少实用。它已被性