增量调制M编译码实验

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1、实验三增量调制（ΔM）编译码实验一、实验目的1、了解语音信号的ΔM编码过程；2、验证ΔM的编译码原理；粗略了解ΔM编译码专用集成电路的基本工作原理、外部电路设计原则和一般使用方法；了解语音信号数字化技术的主要指标，学习指标的测试方法。二、实验预习要求1、复习《通信系统原理》中有关ΔM增量调制原理的章节；2、认真预习本实验内容，熟悉实验步骤；3、了解主要指标的测试方法。三、单片ΔM编码系统组成和电路原理1、系统组成与电路原理系统组成的方框图如图所示，它是由定时部分、△M编译码器及收、发运放电容滤波器组成的。△M编

2、译码系统框图2、电路原理MC3418简介MC3418是MOTOLOLA公司生产的通信专用集成电路，它是数字检测音节压扩增量编译码器。它由模拟输入放大器、数字输入运算放大器、电压/电流转换运算放大器、极性开关、工作选择开关和数字检测(移位寄存器和逻辑电路)等部分构成的。第15脚的工作电平可以控制该片工作于编码状态或译码状态：当第15脚接高电平(VCC/2)时，该片做编码器用；当第15脚接低电平(地)时，该片做译码器用。MC3418编译码器原理框图当单片作为编码器使用时，15脚接高电平，这时工作开关使模拟运放与移位

3、寄存器接通。模拟信号由1脚输入，本地译码信号由2脚输入，运算放大器对它们进行比较并将差值放大。运算放大器输出经电平转换给出数字信码。在14脚输入的时钟后沿时刻，运算放大器输出的结果进入移位寄存器。这一结果也同时接到9脚和极性开关，前者作为数字码输出，后者用来控制流入积分器的电流的极性，积分运算放大器与外接的RC网络构成积分器，受极性开关控制的电流在此积分后累加形成本地译码信号。四级移位寄存器和逻辑电路完成检测功能。当有四个连“1”或连“0”码出现时，从11脚输出一个负极性的一致脉冲，一致脉冲经外接音节滤波器平滑

4、之后得到量阶控制电压，此电压反映了前一段时间内模拟输入信号的平均斜率。量阶控制电压加到第3脚。由内部V/I转换电路决定4脚的电压随3脚的电压变化。当4脚通过外接电阻连接到某一固定电位上，则流入4脚的电流就随3脚的控制电压变化，从而将控制电压的变化转换为控制电流的变化。V/I转换器的输出电流与4脚的输入电流相等。此电流经极性开关送到积分器，因此，积分量阶的大小就随着输入模拟信号的平均斜率而变化。这样就形成了数字检测音节的压扩过程。在作译码器应用时，第15脚通过一只10KΩ电阻接地，这时数字运算放大器与移位寄存器接

5、通。信码由13脚输入与12脚的阀电平比较，然后经运算放大器整形后送到移位寄存器，经再定时的信码从9脚输出。其后的工作过程则与编码器一样，只是译码信号不再送回第2脚而是送往接收低通滤波器。单积分电路MC3418内部仅有积分运算放大器，为完成本地译码过程，需要外接一个网络。用户可以根据自己的需要用外接RC网络接成单积分、双积分、△－∑等电路。本实验给出一种单积分电路的实例。积分电路对应的控制电流压缩比应达到258，相当于49dB。最大与最小控制电流分别由4脚外接电阻Rx和Rmin决定。积分运算放大器的输入阻抗很高，

6、从极性开关的量阶控制电流几乎全部进入电阻R和电容C。网络的阻抗传递函数可以写成：H(s)=(V(s))/(I(s))=-(1/((1/R)+SC))经整理后得到-(V(s))/(I(s))=(I/C)/(S+1/(RC))=K/(S+WO)(1)其中K=1/C，WO=1/(RC)。一般认为是300Hz。当R＝10KΩ，C=0.1μf时，f0＝159Hz。将式(1)写成时域形式-I=V/R+C(dv)/dt（2）单积分电路图有关资料指出编码器约在+12dBm(f=1000Hz)处为临界过载，另外，输入信号的最大幅

7、度为4.36V，这时流过积分器的最大电流为Imax≈Icmax＝C(dv)/dt＝0.1×10-6×2π×1000×4.36≈2.7mA另一方面，由编码器要求的最小量阶电压可求出当采样率fS=32KHz时，最小控制电流应为Imin≈9.6μA音节平滑滤波器MC3418只具有数字检测功能，为实现压扩作用还需要一外接网络。用户可根据需要接成线性压扩、非线性压扩、复杂推迟压扩等各种形式。本实验只列举一种非线性音节平滑滤波器。音节平滑滤波器是一个简单的RC滤波电路，电路形式如图所示。集成片MC3418的数字检测器连码一

8、致脉冲信号是由一个集电极开路的晶体管从11脚输出的。所以需要一个外接的集电极负载电阻。音节平滑滤波器当晶体管导通时，电容器CS通过电阻RS充电；当晶体管截止时，电容器CS通过电阻RP放电。充电时间常数τ＝CS(RS+RP)。设G为一致脉冲在一个音节时间内占空比的统计值。设第3脚电位为VS，11脚电位为V0，当G值一定时，电路应维持充放电电荷相等。设充电时间为GT，放电时间为(1-G)T