2路语音全双工PCM通信系统设计制作资料

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1、目录第一章设计思路与框图11.1设计思路11.2设计框图2第二章各模块电路设计与原理32.1语音信号源模块32.2PCM编码以及时分复用模块32.3位同步模块62.4帧同步模块72.5时分解复用模块102.6PCM译码模块10第三章SystemView系统仿真123.1各模块仿真波形123.1.1信号语音信号源模块123.1.2PCM编码以及时分复用模块133.1.3位同步模块163.1.4帧同步模块163.1.5时分解复用模块173.1.6PCM译码模块193.2系统总仿真图21第四章总结与体会22参考文献2323第一章设计思路与框图1.1设计思路本课题将是一个

2、两人通话的通信系统，两路语音中任何一方都能向对方发出信息或接受对方发过来的信息，完成全双工通信，采用PCM编码技术。对于语音编译码部分将采用芯片TP3057，TP3057是A律PCM编译码集成电路。为了提高通信系统信道的利用率，话音信号的传输往往采用多路复用通信的方式。复用技术有多种工作方式，例如频分复用，时分复用以及码分复用等，在本次课题中运用的是两路的时分复用技术。所以，整个电路也就是一个两路语音的全双工时分复用PCM通信系统。要完成2路语音的PCM全双工通信，此次课题采用的是时分复用的方式。时分复用的特点是，对任意特定的通话呼叫，为其分配一个固定速率的信道资

3、源，且在整个通话区间专用。TDM把若干个不同通道的数据按照固定位置分配时隙（TimeSlot：8Bit数据）合在一定速率的通路上，这个通路称为一个基群。时分复用是建立在抽样定理基础上的。抽样定理使连续（模拟）的基带信号有可能被在时间上离散出现的抽样脉冲所代替。这样，当抽样脉冲占据短时间时，在抽样脉冲之间就留有时间空隙，利用这个时间空隙便可以传输其他信号的抽样值。因此，这就有可能沿一条信道同时传送若干个基带信号，从而完成2路语音信号的通信。当采用单片集成PCM编解码器时（如本次采用TP3057），其时分复用方式是先将各路信号分别抽样、编码、再经时分复用分配器合路后送

4、入信道，接收端先分路，然后各路分别解码和重建信号。PCM的32路标准的意思是整个系统共分为32个路时隙，其中30个路时隙分别用来传送30 路话音信号，一个路时隙用来传送帧同步码，另一个路时 隙用来传送信令码，即一个PCM30/32 系统。PCM的实现主要包括三个步骤：抽样、量化、编码。分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。根据CCITT的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式，分别为A律和μ律方式，我国采用了A律方式，由于A律压缩实现复杂，常使用13折线法编码并采用非均匀量化PCM编码。231.2设计框图两路语音信号A、B

5、先经过PCM编码以及时分复用模块形成合路信号，然后通过帧同步、位同步，再通过时分解复用分离出两路语音信号A、B，然后两路信号分别进入不同的PCM译码系统，完成还原各路信号。下图为系统总体结构框图：A路译码帧同步语音信号APCM编码以及时分复用时分解复用B路译码位同步语音信号B还原语音信号A还原语音信号B图1.1系统总体结构框图23第二章各模块电路设计与原理2.1语音信号源模块信号源由两路语音信号组成。第一路是由一个正弦信号（图符143），第二路是一个高斯白噪声信号（图符298），然后两路语音信号分别经过两个低通滤波器（图符229、图符227），因为声音信号的频率范

6、围为300～3400Hz，所以将两个低通滤波器的截止频率均设为3400Hz，此两路语音信号将送入PCM编码器子系统。2.2PCM编码以及时分复用模块1.PCM编码PCM编码及时分复用模块主要由信源输入端子、瞬时压缩器、A/D转换器、8位数据选择器、晶振、分频器、帧同步信号产生器、三选一器件、输出端子构成。在通信系统中，由于电话线的带宽约为3000Hz，以电话的音质为准，一般认为在通信中语音的带宽为300Hz~3400Hz。由于PCM量化采用非均匀量化，两路语音信号A、B分别输入到两个瞬时压缩器（图符275、图符276）中实现A律压缩后再进行均匀量化，再经过A/D转

7、换器完成采样及量化，由于A/D转换器的输出是并行数据，加上由图符250产生的帧同步码11110010，这三路数字信号分别经过数据选择器（图符247、图符255、图符256）变成串行信号，由四分频、八分频和十六分频来控制，然后将这三路数字信号送入数据选择器（图符260）中，由三选一波形控制（图符261、图符262、图符263、图符264）把这三个数字信号放在一个PCM合路信号的不同时隙上。 下面将介绍PCM编码中抽样、量化及编码的原理。（a）抽样：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

8、有信息，也