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1、试验四脉冲的码谡制(pcm)试验一、试物H的通过本试喊,学生应达到以下要求：1,了解语音信号PCm编译码的工作原理与实现过程.2,验证PCm编译码原理.3 .初步J解PCin专用大规模集成电路的工作原理和应用.4 ,了解语音信号数字化技术的主要指标,学习并驾驭相应的测试方法.二、试验内容本试验可完成以下试验内容：?视察测Stpcm调制解调的各种时隙信号？视察编译码波形?测试动态范围、信噪比和系统频率特性？对系统性能指标进行测试和分析?系统输出信噪比特性测量?编码动态范围和系统动态范围测量？系统幅频特性测量？空教噪声测量三、基本原理脉冲编码(PCm)技术已经在数字通信系统中得到了广泛的应用.I多
2、年来,由于超大规模集成技术的发展,Pcm通信设备在缩小体积,减轻重量,降低功耗,简化调试以与便利维护等方面都有了显著的改进.目前,数字电话终端机的关键部件,如编译码器(CodeC)和话路消波器等都实现了集成化.本试验是以这些产品编排的pcm编译码系统试验，以期让试验者了解通信专用大规模集成电路在通信系统中应用的新技术.Pem数字电话终端机的构成原理如图4.1所示.试.验只包括虚线框内的部分,故名PCm编译码试脍.发滤波器voice编码器合路发混合装置收滤波器译码器分路收图4.1pcm数字电话终端机的结构示意图和接收部分功放的vpo+相连.（I7）gsx发送部分输入放大器的模拟基础,用于在外部同
3、轴增益.（18）Vfxi发送部分输入放大器的反相输入端。（19）vfxi发送部分输入放大器的同乡输入端“（20）v58接-5y电源,po+gndavpo-vpivfrovccfsrdrbclkr/cIksctmclkrpdn201918vbbvfxi+vfxi-gsxanIbtsxfSxdxbclkxmcIkxtp3067图4.4lp3067管脚图?定时部分tp3067编译码器所需的定时脉冲均由定时部分供应。这里只须要主时钟2O18khz和帧定时8khz信号。为了简化试验内容,本试验系统的编译码部分公用一个定时源以确保发收时隙的同步。在实际的PCm数字电话设备中，必需有个同步系统来保证发收同步
4、的。drtsxfsxbclkxbclkrmclkrpdncIkset四、试验仪器可选仪器五、试验内容（一）、电源检查运用万用表检测试验箱的电源接入点和gnd之间是否有短路现象，假如有则禁止接着试验.在试验箱中运用了7805和7905芯片来爱护试验板电了元器件，由于稳压器须要肯定的电压差,故电路板上+5v,-5v的电源须要由+7v,-7v的电源通过稳压来供应.两组电源的接入点请参考电路板上的印刷文字.在连接电源和试验箱之前,肯定要用万用表确认两组电源的电压极性和电压值正确,在确认完全无误之前不允许将试验箱和电源连接.（二）、时钟部分本试验箱中全部的时隙都是从频率为4096khz的主振分频得到40
5、96khz的主振首先经分频后得到2018khz的位定时，再经分频分相后得到8khz的主同步时钟和路时钟.用示波器在测试点（D视察主振波形,并测量其频率.在测试点（2）,（3）和（4）观测其它时钟信号.（三）、PCm编译码器将音频信号发生器输出的音频信号从(5)(5)输入,其中5为gnd.5为信号输入端.输入信号的频率为Ikhz,幅度为2丫(峰峰值)，在测试点(6)可视察到pcm编码输出的码流.(需要指出的是,由于我们只在一个时隙上工作,而标准的基群信号中间包括32个时隙，由没有在其它时隙进行编码,因此编码器只在一个时隙上有输出，然后渐渐衰竭,这样从表明上看起来PCm输出码流象一个衰减振荡).用
6、连接线连接插孔一(7),则在测试点(8)可视察到经译码和和接收低通滤波器更原出的音频信号.比较该侑号与输入信号的差别.(四)、系统性能测试系统性能测试有三项指标,即动态范用,信噪比特性,空我噪声和频率特性.1、动态范阚在满意肯定信噪比(sn)条件卜,编译码系统所对应的音频信号的幅度范围定义为动态范围，如图4.6所示.在这里我们在音频信号的频率100Ohz时进行测或动态范围的测试框图如图4.7所示.302010(sn)(db)-50图-40-30-20-100(dbmo)4.6PCnI编译码系统动态范围样板值篇二：试验十一：PCm编译码试验报告实验报告哈尔滨工程高校教务处制试验十PCm编译码试验
7、一、试验H的1 .驾驭PCm编译码原理。2 .驾驭PCm基带信号的形成过程与分接过程。3 .驾驭语音信号PCm编译码系统的动态范围和频率特性的定义与测量方法。二、试验仪器1.双踪示波器一台2.通信原理Vi型试验箱一台3.m3:PCm与adpcm编译码模块和m6数字信号源模块4.麦克风和扬声器套三、试验步骤1 .试验连线关闭系统电源，进行如卜连接：非集群方式2 .熟识PCm编译码模块，开关kl接通sll,打开电源开关。3.用示波器视察sta、stb,将其幅度调至2v4 .用示波器视察PCm编码输出信号。?当采纳非集群方式时：?测量a通道时：将示波器ChI接SIa（示滤波器扫描周期不超过SIa的周
8、期，以便视察到一个完整的帧信号），ch2接PCInaout,视察编码后的数据与时隙同步信号的关系。?测量b通道时：将示波器ChI接sib.（示滤波器扫描周期不超过SIb的周期，以便视察到一个完整的帧信号），ch2接PCmbout,视察编码后的数据与时隙同步信号的关系.?当采纳集群方式时：将示波器Chl接SlO,（示波波器扫描周期不超过SIo的周期，以便视察到一个完整的帧信号），ch2分别接sla、pcmaout,sib、pcmbout以与I）CmJ）ut,视察编码后的数据所处时隙位置与时隙同步信号的关系以与PCm信喜的帧结构（留意：本试验的帧结构中有29个时隙是空时隙，slO、Sla与SIb的
9、脉冲宽度等于一个时隙宽度）。开关s2分别接通slkSI2、SI3、sbl,视察PCnI基群帧结构的变更状况。5 .用示波器视察PCm译码输出信号示波器的Chl接sta,ch2接sra,视察这两个信号波形是否相同（有相位差）。6 .用示波器定性视察PCrn编译码器的动态范围.将低失真低频信号发生器输出的Ikhz正弦信号从sta-in输入到InCl45503编码器e示波器的ChI接Sta（编码输入），ch2接Sra（译码输出）。将信号幅度分别调至大于5vp-p、等于5vp-p,视察过载和满载时的译码输出波形。再将信号幅度分别衰减10ib,20db,30db、40db、45db,视察译码输出波形。篇
10、三：4.PCm编译码-通信原理试验报告计算机与信息工程学院验证性试验报告一、试验目的1 .驾驭PCm编译码原理。2 .驾驭PCm基带信号的形成过程与分接过程。3 .驾驭语音信号PCm编译码系统的动态范围和频率特性的定义与测送方法.二、试验内容1 .用示波器视察两路音频信号的编码结果，视察Pan基群信号.2 .变更音频信号的幅度，视察和测试译码器输出信号的信噪比变更状况。3.变更音频信号的频率，视察和测试译码器输出信号幅度变更状况。三、基本原理1 .点到点PCRl多路电话通信原理脉冲编码调制(PCm)技术与增量调制(5m)技术已经在数字通信系统中得到广泛应用。当信道噪声比较小时一般用PCm,否则
11、一股用11lo目前速率在155mb以下的准同步数字系歹IJ(Pdh)中，国际上存在a解和口律两种Peln编译码标准系列，在155mb以上的同步数字系列(Sdh)中，将这两个系列统一起来，在同一个等级上两个系列的码速率相同。而Bnl在国际上无统一标准，但它在通信环境比较恶劣时显示了巨大的优越性。点到点PCm多路电话通信原理可用图9-1表示。对于基带通信系统，广义信道包括传输媒质、收谑波器、发滤波器等。对于频带系统，广义信道包括传输媒质、调制假、解调器、发谑波器、收港波器等。点到点pcm多路电话通信原理框图本试验模块可以传输两路话音信号。采纳lp3057编译器，它包括了图97中的收、发低通泄波器与
12、PCm编译码器。编码器输入信号可以是本试脍模块内部产生的正弦信号，也可以是外部信号源的正弦信号或电话信号。本试验模块中不含电话机和混合电路，广义信道是志向的，即将红接器输出的Pem信号卜脆送给分接器。2 .PCrn编译码模块原理本模块的原理方框图图9-2所示，电原理图如图9-3所示(见附录)，模块内部运用+5v和-5，电压，其中-5v电压由T2y电源经7905变换得到。PCm编译码原理方框图该模块上有以卜测试点和输入点：?bsPCm基群时钟信号(位同步信号)测试点？slO?sla?SIb?srb?sta?sra?stb?pcmPCm基群第0个时隙同步信号信号a的抽样信号与时隙同步信号测试点信号
13、b的抽样信号与时隙同步信号测试点信号b译码输出信号测试点输入到编码器a的信号测试点信号a译码输出信号测试点输入到编码器b的信号测试点PCln基群信号测试点?pc11-a信号a编码结果测试点？pem-b信号b编码结果测试点？sta-in外部音频信号a输入点？stb-in外部音频信号b输入点本模块上IT三个开关k5、k6和k8,k5、k6用来选择两个编码器的输入信号，开关手柄处于左边(Sta-in、stb-in)时选择外部信号、处于右边（Sta-s、Stb-S）时选择模块内部音频正弦信号。k8用来选择SIb信号为时隙同步信号si1、SI2、SI5、sl7中的某一个。图中各单元与电路板上元器件之间的
14、对应关系如卜丁,晶振u75：非门741sO4:cryl：4096khz晶体分频器Iu78:a：u78:d：触发器741s74;u79：计数器741sl93分频器2u80：计数器741sl93:u78:b：u78:d：触发器741s74抽样信号产生器u81：单稳741sl23;u76：移位寄存器741s164pcm编译码器au82：PCm编译码集成电路lp3057（cd22357）-pcm编译码器bu83：pcm编译码集成电路lp3057（cd22357）帧同步信号产生器u77：8位数据产生器74hcl5hu86:a：与门7408正弦信号源a87:运放ua741正弦信号源bu88：运放ua741
15、夏接器u85：或门741s32晶振、分频器1、分频器2与抽样信号（时隙同步信号）产生器构成一个定时器，为两个PCm编译码罂供应2.048mhz的时钟信号和8khz的时隙同步信号。在实际通信系统中，译码器的时钟信号（即位同步信号）与时隙同步信号（即帧同步信号）应从接收到的数据流中提取，方法照试验五与试脸六所述。此处将同步器产生的时钟信号与时隙同步信号干脆送给译码器。由于时钟频率为2.048mhz,抽样信号频率为8khz,故Pem-a与PCm-b的码速率都是2.048mb,一帧中有32个时隙，其中1个时隙为pcm编码数据，另外31个时隙都是空时隙。pcm信号码速率也是2.048mb,一帧中的32个
16、时隙中有29个是空时隙,第0时隙为帧同步码（XuIO（HO）时隙，第2时隙为信号a的时隙，第1（或第5、或第7由开关k8限制）时隙为信号b的时隙。本试验产生的PCm信号类似于PCm基群信号，但第16个时隙没有信令信号，第0时隙中的信号与PCm基群的第0时隙的信号也不完全相同。由于两个PCm编译码器用同个时钟信号，因而可以对它们进行同步笑接（即不须要进行码速调整屋又由于两个编码器输出数据处于不同时隙，故可对pem-a和pem-b进行线或。本模块中用或门741s32对PCm-a、pem-b与帧同步信号进行更接。在译码之前，不须要对PCm进行分接处理，译码器的时隙同步信号事实上起到了对信号分路的作用
17、.四、试躲步骤1 .熟识PCin编译码单元工作原理，开关k9接通8khz（即k9置为1000状态），开关k8置为SlI（或SI5、S17）,开关k5、k6分别置于sta-s.Slb-S端，接通试验箱电源。sta-s端波形stb-s端波形2 .用示波器视察sta、stb,调整电位器rl9（对应sta）、r20（对应stb）,使正弦信号sta、Stb波形顶部不失真（峰峰值小于5v）.正弦信号sta、Stb波形3 .用示波器视察PCm编码输出信号。示波器ChI接SlO,（调整示波器扫描周期以显示至少两个SlO脉冲，从而可以视察完整的帧信号）ch2分别接sla、PCm-a、sib、PCm-b以与PCI
18、n,视察编码后的数据所处时隙位置与时隙同步信号的关系以与pcm佶号的帧结构（留意：本试验的帧结构中有29个时隙是空时隙，sl,SIa与Slb的脉冲宽度等一个时隙宽度）。sla波形篇四：PCm编译码试验报告项目二试验十一PCnl编译码试验一、试验目的1 .驾驭PCm编码原理。2 .驾驭PCin基带信号的形成过程与分接过程。3 .驾驭语音信号PCm编译码系统的动态范围和频率特性的定义与测送方法.二、试验仪器4 .双踪示波器一台5 .通信原理Vi型试验箱一台6 .m3：PCm与adpcn编译码模块和116数字信号源模块7 .麦克风和扬声器一套三、试验原理与基本内容1 .点到点PCIn多路电话通信原理
19、脉冲编码调制（PCm）技术与增量调制（Am）技术已经在数字通信系统中得到广泛应用,当信道噪声较小时般用PCm,否则般用Am.目前速率在155mb以卜的准同步数字系列（Pdh）中，国际上存在a律和U律两种编译码标准系列，在155mb以上的同步数字系列（sdh）中，将这两个系列统起来，在同个等级上两个系列的码速率相同,而在国际上无统标准，但它在通信环境比较恶劣时显示了巨大的优越性。点到点PCm多路电路通信原理可用11-1表示。对基带通信系统，广义信道包括传输媒质、收滤波器、发滤波器等。对频带系统，广义信道包括传输媒质、调制器、解调滞、发滤波SS、收滤波器等。本试验模块可以传输两路话音信号。采纳11
20、M5503编译器，它包括了图11-1中的收、发低通漉波器与PCm编译码器。编码器输入信号可以是本试验系统内部产生的正弦信号.也可以是外部信号源的正弦信号或电话信号。木试验模块中不含电话机和混合电路，广义信道时志向的，即将豆接器输出的Penl信号干脆送给分接器。2 .PCm编译模块原理本模块的原理方框图与电路图如图11-2与图11-3所示。bsPCm基群时钟信号（位同步）测试点slOPCIn基群第。个时隙同步信号Sla信号a的抽样信号与时隙同步信号测试点Slb信号b的抽样信号与时隙同步信号测试点srb信号b译码输出信号测试点Sta输入到编码器a的信号测试点Stb输入到编码器b的信号测试点pcm_
21、outPCm基群信号输出点PCn1.inPCm基群,信号输入点pcmaout信号a编码结果输出点pcmbout信号b编码结果输出点PCmain信号a编码结果输入点pcmbin信号b编码结果输入点本模块上有-s2这个拔码开关，用来选择SIb信号为时隙同步信号Sl1、SI3、SI5、sl6中的任一个。图11-2各单元与图11-3中的元器件之间的对应关系如下:晶振分频器1/2抽样信号产生器pcm编译器aPCm编译器b帧同步信号产生器门7408复接器xl：4.096mhz晶振ul：741sl93;u6：74hc4060u5：74hc73;u2：74hcl64ulO：PCm编译码集成电路InCI4550
22、3ull：PCm编译码集成电路InCI45503u3：8位数据产生器74hcI51;u4：a:与u9：或门741s32品振、分频器1、分频器2与抽样信号（时隙同步信号）产生器构成个定时器,为两个pcm编译码供应2.018mhz的时钟信号和8khz的时隙同步信号。在实际通信系统中，译码器的时钟信号（即位同步信号）与时隙信号（即帧同步信号）应从接收到的数据流中提取，方法照试验五与试院六所述。此处将同步器产生的时钟信号与时隙同步佶号干脆送给译码器。由广时钟频率为2.048mhz,抽样频率为8khz,故pcn-a与pcm-b的码速率都是2.048mb,一帧中有32个时隙，其中一个时隙为PCm编码数据，
23、另外31个时隙都是空时隙。pcm信号码速率也是2.048nb.一帧中的32个时隙有29个是空时隙，第。个时隙为帧同步码（xlll0010）时隙，第2个时隙为信号a的时隙，第1（或第3、第5、或第6由拔码开关s2限制）时隙为信号b的时隙。本试验产生的pcm信号类似于PCm基群信号，但第16个时隙没TF信令信号，第0时隙中的信号与pcm基群的第0时隙的信号也不完全相同.由于两个pcm编译码器用同一个时钟信号，因而可以对他们进行同步更接。又由于两个编码器输出数据处于不同时隙，故可对PCnl-a和PCm-b进行线或。本模块中用或门741s32对PCm-a、Pem-b与帧同步信号进行及接。在译码之前，不
24、须要对PCm进行分接处理，译码器的时隙同步信号事实上起到了对信号的分路作用。在通信工程中，主要用动态范围和频率特性来说明PCm编译码器的性能。动态范围的定义是译码器输出信噪比大J-25db时允许编码器输入信号幅度的变更范围。PCm编译码器的动态范围应大于图1卜6所示的CCill建议框架。当编码器输入信号幅度超过其动态范围时，出现过载噪声，故编码输入信号幅度超过大时量化信噪比急剧下降。me115503编译码系统输入信号的最大幅度为5v由于采纳对数压扩技术，pcm编译码系统可以改善小信号的信噪比，mcl455O3可采纳a律13折线对信号进行压扩。当信号处于某一段时,fit化噪声不变，因此在同段落内
25、St化噪声比施信号幅度减小而卜降.13折线压扩特性曲线将正负信号分为8段，第1段信号最小，第8段信号最大。当信号处;第一，二段时，量化噪声不随信号幅度变更，因此噪声不随信号幅度变更，因此信号太小时，量化信噪比会小广25lb,这是动态范围的下限。me145503编译码系统动态范围内输入佶号最小幅度约为0.025vppo常用IkhZ的正弦信号作为输入信号来测量PCm编译码器的动态范围。语音信号的抽样信号频率为8khz,为了不发生频谱混叠，常将语音信号经截止频率为3.4khz的低通滤波裾处理后在进行a/d处理。语音信号的最低频率一般为300hz.me145503编码器的低通流波器和高通i虑波器确定了
26、编译码系统的频率特性，当输入信号频率超过这两个频率范南时，译码输出信号幅度快速下降。这就是PCin编译码系统频率特性的含义。四、试验步骤1.试验连线关闭系统电源，进行如卜连接：3 .用示波器视察sla、stb,将其幅度调至2v.4 .用示波器视察PCm编码输出信号。当采纳非集群方式时：测量a通道时：将示波器Chl接sla,ch2接PCmaoui,视察编码后的数据与时隙同步信号的关系。测量b通道时：将示波器ChI接sib,ch2接PCmboUI,视察编码后的数据与时隙同步信号的关系。当采纳非集群方式时:将示波器Chl接sl,ch2分别接sla、PCmaout、slbxpcmbout以与PCmou
27、t,视察编码后的数据所处时隙同步信号的关系以与PCm信号的帧结构。开关分别接通si1、SI2、SI3、sl4视察PCm基群帧结构的变更状况。5 .用示波器视察PCm译码输出信号示波器的Chl接sta,ch2接sra,视察这两个信号波形是否相同（相位弟）。示波器的ChI接stb,ch2接srb,视察这两个信号波形是否相同（相位差）。6 .用示波器定性视察PCm编译码器的动态范围。将低失真频信号发生器输出的IkhZ正弦信号从sta-in输入到me145503编码器。示波器的Chl接sla,ch2接sra将信号幅度分别调至大于5vpp、等于5vpp,视察过载和满载时的译码输出波形。在将信号幅度分别减
28、至IOdb、20db.30db、40db、45db、50db,视察译码输出波形。7 .两人通话试验本模块供应两个人的通话信道。由于麦克风输出的信号幅度比较小，需放大到2vpp左右再由sta和stb输入到两个编码器,译码器输出信号由Sra和Srb输山，将幅度较大，需衰减到适当值后再送给扬声器.在话筒输入放大电路中，可以通过调整可峋电阻rl8来变更输出增益。在语音输出放大电路中，可以通过调整可调电阻rl2和r22来变更输出音量。在试脍时，只需将话筒输出信号从mijout端II连接到sta,再将译码后的语音信号从sra连接到miejn即可，但需将Sta或Stb端II的原有连接去除。五、试验记录与分析
29、1 .用示波器视察sta、stb,将其幅度调至2v。试验中，从示波器中可以读出，输入编码器的信号频率存在fa=fb,且频率等于Ikhz1幡度等于2丫。2 .用示波器视察PCnl编码输出信号。分析如下:SIo是PCm基群的时隙同步信号，信号a,b信号插入到相应的时隙，编码输出的位宜仍在相应的时隙。编码输出总会延迟与输入。其中第2个时隙是a信号，2,5,7时隙第五：PCm编码试险报告试验二十三时分更用与解身用试脸试聆项目一256k时分曳用帧信号观测（1）帧同步码观测：用示波器连接更用输出，观测帧头的巴克码。（2）帧内Pn序列信号观测:用示波器接曳用输出，利用储存功能观测3个周期中的第一时隙的信号。
30、试验项目二256k时分且用与解且用1）帧内PCln编码信号观测：将PCnl信号输入din2,观测PCm数据。以帧同步为触发分别观测PCnl编码数据和豆用输出的数据。（2）解星用帧同步信号观测：PCm对正弦波进行编译码。观测复用输出与fsout,观测帧同步上跳沿与帧同步信号的时序关系。（3）解旦用Pem信号观i则：对比观测笈用前与解复用后的PCm序列：对比观测PCm编译码前后的正弦波信号。熨用前与解到用后的pcm序列pcm编译码前后（4）将信号源换成耳麦的音频输出，感受语音效果：将原来联想连线做一些相应的修改，将21号模块的话筒输出连接到音频输入，再将音频输出接到耳机输入，之后插上耳机，对着麦克说话，能够很清晰的辨别出语音内容，先比相比之前在高频课程中的模拟电路，此次试验电路的辨析度更高。试验项目三2m时分红用与解更用（1）以帧同步信号作为触发，用示波器观测2048m且用输出信号。变更7号模块的拨码开关S1.观测或用输出中信号变更状况。OOO（M）OOO0000001100001001000000010000111110101010（2）在主控菜单中选择“笫5时隙加”和“第5时隙减”，观测拨码开关Sl对应数据在夏用输出信号中的所在帧位置变更状况。（3）用示波器对比观测信号源a-out和21号模块音频输出，观测信号的史原情况。
