脉冲编码调制(PCM)及系统实验

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1、实验五脉冲编码调制（PCM）及系统实验实验五脉冲编码调制（PCM）及系统实验实验内容1.用同步信号源观察A律PCM八比特编码的实验2.脉冲编码调制（PCM）及系统实验3.PCM编码时分多路复用时序分析实验—.实验目的1.加深对PCM编码过程的理解。2.熟悉PCM编、译码专用集成芯片的功能和使用方法。3.了解PCM系统的工作过程。二.实验电路工作原理（一）PCM基本工作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。由此可见，脉冲编码调制方式就是一种传递模拟信号的数字通信方式。PCM的原理如图5-1所示。话音信号先经防混叠低通滤波器，进行脉冲抽样，变成8KHz重复频率的抽样信号（即离散的脉冲调幅PAM信号），然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”办法量化为有限个幅度取值的信号，再经编码，转换成二进制码。对于电8话，CCITT规定抽样率为8KHz，每抽样值编8位码，即共有2=256个量化值，因而每话路PCM编码后的标

4、准数码率是64kb/s。为解决均匀量化时小信号量化误差大、音质差的问题，在实际中采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法，即量化特性在小信号时分层密、量化间隔小，而在大信号时分层疏、量化间隔大，如图5—2所示。在实际中广泛使用的是两种对数形式的压缩特性：A律和µ律。A律PCM用于欧洲和我国，µ律用于北美和日本。它们的编码规律如图5-3所示。图中给出了信号抽样编码字与输入电压的关系，其中编码方式（1）为符号/幅度数据格式，Bit7表23现代通信原理综合实验PCM信号话音输入发送抽样量化编码放大(发送

5、)信道(接收)话音输出低通解调解码再生滤波图5-1PCM的原理框图VoVollAμA=jμ=000lVilVi(a)(b)图5-2A律与µ律的压缩特性(1)符号：幅度码(3)μ律编码(1)符号：幅度码(2)A律编码11111111100000001111111110101010111100001000111111110000101001011110000010011111111000001011010111010000101011111101000010000101110000001011111

6、1110000001001010110110000110011111011000011100101101000001110111110100000111101011001000011011111100100001100010110000000011111111000000011010101000000000110111100010000010001010001000001011111001000000111010100100000010011110011000001100101001100000

7、0111111010000000001010101000000001011110101000000000101010100000001111101100000001101010110000000001111011100000010010101110000000000000111111100101010-2.115V-1.207V0V+1.207V+2.115-2.5V-1.25V0V+1.25V+2.5VB117-0B117-0MSBLSBMSBLSB输入信号电压输入信号电压图5-3PCM编码方

8、式24实验五脉冲编码调制（PCM）及系统实验示符号位，Bit6～0表示幅度大小；（2）为A律压缩数据格式，它是（1）的ADI（偶位反相）码；（3）为µ律压缩数据格式，它是由（1）的Bit6～0反相而得到，通常为避免00000000码出现，将其变成零抑制码00000010。对压缩器而言，其输入输出归一化特性表示式为:A律:⎧AV1(0≤V≤1)1⎪⎪1+lnAAV0=⎨1+ln(AV)1⎪1(≤V≤1)⎪A1⎩1+lnAμ律:1+ln(1+µV)1V0=(1≤V1≤1)ln(1+µ)(二)PCM编