通原課程設(shè)計(jì)PCM編碼報(bào)告

1、目錄摘要11 PCM編碼原理21.1 PCM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)21.2 PCM調(diào)制原理21.2.1 抽樣21.2.2 量化21.2.3 編碼51.3 復(fù)接與解復(fù)接71.3.1 時(shí)分復(fù)用概述71.3.2 時(shí)分復(fù)用原理框圖81.3.3 解復(fù)用原理框圖92 仿真軟件System View介紹103 TP3067簡(jiǎn)介123.1 TP3067內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖123.2 TP3067引腳圖123.3 TP3067引腳功能介紹133.4 TP3067功能說(shuō)明144 電路圖185 仿真圖及仿真結(jié)果195.1 仿真圖195.1.1 信號(hào)源195.1.2 編碼部分205.1.3 譯碼部分215.2 仿真結(jié)果225.2.1 初始信

2、號(hào)225.2.2 輸入信號(hào)225.2.3 A律壓縮信號(hào)225.2.4 PCM碼信號(hào)235.2.5 A律解壓信號(hào)235.2.6 輸出信號(hào)236 實(shí)物制作247 心得體會(huì)258 參考文獻(xiàn)2626 / 28文檔可自由編輯打印摘要SystemView 仿真軟件可以實(shí)現(xiàn)多層次的通信系統(tǒng)仿真。脈沖編碼調(diào)制（PCM）是現(xiàn)代語(yǔ)音通信中數(shù)字化的重要編碼方式。利用SystemView 實(shí)現(xiàn)脈沖編碼調(diào)制(PCM)仿真，可以為硬件電路實(shí)現(xiàn)提供理論依據(jù)。本次課程設(shè)計(jì)將通過(guò)仿真展示PCM編碼實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)思路及具體過(guò)程，并加以進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞: PCM 脈沖編碼 通信系統(tǒng) SystemView 1 PCM編碼原理1.1 PC

3、M系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PCM即脈沖編碼調(diào)制，在通信系統(tǒng)中完成將語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字化的功能，是把模擬信號(hào)數(shù)字化傳輸?shù)幕痉椒ㄖ?。PCM的實(shí)現(xiàn)主要包括三個(gè)步驟：抽樣、量化和編碼。這三個(gè)步驟分別完成時(shí)間上離散、幅度上離散以及量化信號(hào)的二進(jìn)制表示，把一個(gè)時(shí)間連續(xù)、取值連續(xù)的模擬信號(hào)變換成時(shí)間離散、取值離散的數(shù)字信號(hào)，然后在信道中進(jìn)行傳輸。接收機(jī)將收到的數(shù)字信號(hào)經(jīng)再生、譯碼、平滑后恢復(fù)出原始的模擬信號(hào)。其過(guò)程表示如圖1.1。圖1.1 PCM通信過(guò)程原理1.2 PCM調(diào)制原理1.2.1 抽樣所謂抽樣，就是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行周期性掃描，把時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)變成時(shí)間上離散的信號(hào)。該模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)抽樣后還應(yīng)當(dāng)包含原信號(hào)中所有信息，也就

4、是說(shuō)能無(wú)失真的恢復(fù)原模擬信號(hào)。它的抽樣速率的下限是由抽樣定理確定的。1.2.2 量化從數(shù)學(xué)上來(lái)看，量化就是把一個(gè)連續(xù)幅度值的無(wú)限數(shù)集合映射成一個(gè)離散幅度值的有限數(shù)集合。如圖1.2.2-1所示，量化器Q輸出L個(gè)量化值，k=1，2，3，L。常稱為重建電平或量化電化器輸入信號(hào)幅度落在與平。當(dāng)量化器輸入信號(hào)幅度落在與之間時(shí)，量化器輸出電平為。這個(gè)量化過(guò)程可以表達(dá)為： 這里稱為分層電平或判決閾值。通常稱為量化間隔。模擬信號(hào)的量化分為均勻量化和非均勻量化。由于均勻量化存在的主要缺點(diǎn)是：無(wú)論抽樣值大小如何，量化噪聲的均方根值都固定不變。因此，當(dāng)信號(hào)較小時(shí)，則信號(hào)量化噪聲功率比也就很小，這樣，對(duì)于弱信號(hào)時(shí)的量

5、化信噪比就難以達(dá)到給定的要求。通常，把滿足信噪比要求的輸入信號(hào)取值范圍定義為動(dòng)態(tài)范圍，可見，均勻量化時(shí)的信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍將受到較大的限制。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，實(shí)際中，往往采用非均勻量化。非均勻量化是根據(jù)信號(hào)的不同區(qū)間來(lái)確定量化間隔的。對(duì)于信號(hào)取值小的區(qū)間，其量化間隔也小；反之，量化間隔就大。它與均勻量化相比，有兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。首先，當(dāng)輸入量化器的信號(hào)具有非均勻分布的概率密度（實(shí)際中常常是這樣）時(shí)，非均勻量化器的輸出端可以得到較高的平均信號(hào)量化噪聲功率比；其次，非均勻量化時(shí)，量化噪聲功率的均方根值基本上與信號(hào)抽樣值成比例。因此量化噪聲對(duì)大、小信號(hào)的影響大致相同，即改善了小信號(hào)時(shí)的量化信噪比。實(shí)際中，非

6、均勻量化的實(shí)際方法通常是將抽樣值通過(guò)壓縮再進(jìn)行均勻量化。通常使用的壓縮器中，大多采用對(duì)數(shù)式壓縮。廣泛采用的兩種對(duì)數(shù)壓縮律是壓縮律和A壓縮律。美國(guó)采用壓縮律，我國(guó)和歐洲各國(guó)均采用A壓縮律，因此，PCM編碼方式采用的也是A壓縮律。所謂A壓縮律也就是壓縮器具有如下特性的壓縮律： A律壓擴(kuò)特性是連續(xù)曲線，A值不同壓擴(kuò)特性亦不同，在電路上實(shí)現(xiàn)這樣的函數(shù)規(guī)律是相當(dāng)復(fù)雜的。實(shí)際中，往往都采用近似于A律函數(shù)規(guī)律的13折線（A=87.6）的壓擴(kuò)特性。這樣，它基本上保持了連續(xù)壓擴(kuò)特性曲線的優(yōu)點(diǎn)，又便于用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)中所用到的PCM編碼正是采用這種壓擴(kuò)特性來(lái)進(jìn)行編碼的。圖1.2.2-2示出了這種壓擴(kuò)特性。圖

7、1.2.2-2 13A律的量化特性曲線表1列出了13折線時(shí)的值與計(jì)算值的比較。表 10101按折線分段時(shí)的01段落12345678斜率16168421表1中第二行的值是根據(jù)時(shí)計(jì)算得到的，第三行的值是13折線分段時(shí)的值?？梢?，13折線各段落的分界點(diǎn)與曲線十分逼近，同時(shí)按2的冪次分割有利于數(shù)字化。1.2.3 編碼所謂編碼就是把量化后的信號(hào)變換成代碼，其相反的過(guò)程稱為譯碼。當(dāng)然，這里的編碼和譯碼與差錯(cuò)控制編碼和譯碼是完全不同的，前者是屬于信源編碼的范疇。在現(xiàn)有的編碼方法中，若按編碼的速度來(lái)分，大致可分為兩大類：低速編碼和高速編碼。通信中一般都采用第二類。編碼器的種類大體上可以歸結(jié)為三類：逐次比較型、

8、折疊級(jí)聯(lián)型、混合型。在逐次比較型編碼方式中，無(wú)論采用幾位碼，一般均按極性碼、段落碼、段內(nèi)碼的順序排列。下面結(jié)合13折線的量化來(lái)加以說(shuō)明。表2 段落碼 表3 段內(nèi)碼段落序號(hào)段落碼量化級(jí)段內(nèi)碼8111151111141110711013110112110061011110111010105100910018100040117011160110301050101401002001300112001010001000100000在13折線法中，無(wú)論輸入信號(hào)是正是負(fù)，均按8段折線（8個(gè)段落）進(jìn)行編碼。若用8位折疊二進(jìn)制碼來(lái)表示輸入信號(hào)的抽樣量化值，其中用第一位表示量化值的極性，其余七位（第二位至第八位）

9、則表示抽樣量化值的絕對(duì)大小。具體的做法是：用第二至第四位表示段落碼，它的8種可能狀態(tài)來(lái)分別代表8個(gè)段落的起點(diǎn)電平。其它四位表示段內(nèi)碼，它的16種可能狀態(tài)來(lái)分別代表每一段落的16個(gè)均勻劃分的量化級(jí)。這樣處理的結(jié)果，8個(gè)段落被劃分成27128個(gè)量化級(jí)。段落碼和8個(gè)段落之間的關(guān)系如表2所示；段內(nèi)碼與16個(gè)量化級(jí)之間的關(guān)系見表3。PCM編譯碼器的實(shí)現(xiàn)可以借鑒單片PCM編碼器集成芯片，如：TP3067A、CD22357等。單芯片工作時(shí)只需給出外圍的時(shí)序電路即可實(shí)現(xiàn)，考慮到實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，仿真時(shí)將PCM編譯碼器分為編碼器和譯碼器模塊分別實(shí)現(xiàn)。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)選擇TP3067芯片作為PCM編譯碼器，它把編譯碼器（Cod

10、ec）和濾波器(Filter)集成在一個(gè)芯片上，功能比較強(qiáng)，它既可以進(jìn)行A律變換，也可以進(jìn)行u律變換，它的數(shù)據(jù)既可用固定速率傳送，也可用變速率傳送，它既可以傳輸信令幀也可以選擇它傳送無(wú)信令幀，并且還可以控制它處于低功耗備用狀態(tài)，到底使用它的什么功能可由用戶通過(guò)一些控制來(lái)選擇。TP3067可以組成模擬用戶線與程控交換設(shè)備間的接口，包含有話音A律編解碼器。自調(diào)零邏輯。話音輸入放大器、RC濾波器、開關(guān)電容低通濾波器、話音推挽功放等功能單元。TP3067具有完整的話音到PCM和PCM到話音的A律壓擴(kuò)編解碼功能。它的編碼和解碼工作既可同時(shí)進(jìn)行，也可異步進(jìn)行。1.3 復(fù)接與解復(fù)接1.3.1 時(shí)分復(fù)用概述

11、時(shí)分復(fù)用TDM是采用同一物理連接的不同時(shí)段來(lái)傳輸不同的信號(hào)，也能達(dá)到多路傳輸?shù)哪康?。時(shí)分多路復(fù)用以時(shí)間作為信號(hào)分割的參量，故必須使各路信號(hào)在時(shí)間軸上互不重疊。時(shí)分多路復(fù)用適用于數(shù)字信號(hào)的傳輸。由于信道的位傳輸率超過(guò)每一路信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸率,因此可將信道按時(shí)間分成若干片段輪換地給多個(gè)信號(hào)使用。每一時(shí)間片由復(fù)用的一個(gè)信號(hào)單獨(dú)占用,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),多個(gè)數(shù)字信號(hào)都可按要求傳輸?shù)竭_(dá),從而也實(shí)現(xiàn)了一條物理信道上傳輸多個(gè)數(shù)字信號(hào)。假設(shè)每個(gè)輸入的數(shù)據(jù)比特率是9. 6kbit / s ,線路的最大比特率為76. 8 kbit / s ,則可傳輸8 路信號(hào)。數(shù)字復(fù)接實(shí)質(zhì)上就是對(duì)多路數(shù)字信號(hào)進(jìn)行時(shí)分復(fù)用，讓不同的支路

12、信號(hào)占用不同的時(shí)隙時(shí)間，在接收端再根據(jù)時(shí)間上的不同將信號(hào)分開，這一步驟叫分接，它是復(fù)接的逆過(guò)程。復(fù)接方式有三種：按位復(fù)接、按字復(fù)接、按幀復(fù)接。每路每次只插入1個(gè)符號(hào)的方式稱為按位復(fù)接。對(duì)于二進(jìn)制碼序列，按位復(fù)接即按比特復(fù)接。這種方法是以1比特碼為單位，對(duì)每個(gè)復(fù)接支路的信號(hào)每次只復(fù)接1位碼，按位復(fù)接的最大優(yōu)點(diǎn)是對(duì)復(fù)接緩沖存儲(chǔ)器的容量要求小、簡(jiǎn)單易行、容易實(shí)現(xiàn)。1.3.2 時(shí)分復(fù)用原理框圖1.3.3 解復(fù)用原理框圖2 仿真軟件System View介紹SystemView是美國(guó)ELANIX公司推出的，基于Windows環(huán)境下運(yùn)行的用于系統(tǒng)仿真分析的可視化軟件工具，它使用功能模塊(Token)去描述

13、程序，無(wú)需與復(fù)雜的程序語(yǔ)言打交道，不用寫一句代碼即可完成各種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真，快速地建立和修改系統(tǒng)、訪問(wèn)與調(diào)整參數(shù)，方便地加入注釋。利用System View，可以構(gòu)造各種復(fù)雜的模擬、數(shù)字、數(shù)?；旌舷到y(tǒng)，各種多速率系統(tǒng)，因此，它可用于各種線性或非線性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真。用戶在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，只需從System View配置的圖標(biāo)庫(kù)中調(diào)出有關(guān)圖標(biāo)并進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，完成圖標(biāo)間的連線，然后運(yùn)行仿真操作，最終以時(shí)域波形、眼圖、功率譜等形式給出系統(tǒng)的仿真分析結(jié)果。SystemView的庫(kù)資源十分豐富，包括含若干圖標(biāo)的基本庫(kù)（Main Library）及專業(yè)庫(kù)(Optional Library)，基本庫(kù)中

14、包括多種信號(hào)源、接收器、加法器、乘法器，各種函數(shù)運(yùn)算器等；專業(yè)庫(kù)有通訊（Communication）、邏輯（Logic）、數(shù)字信號(hào)處理（DSP）、射頻/模擬（RF/Analog）等；它們特別適合于現(xiàn)代通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真和方案論證，尤其適合于無(wú)線電話、無(wú)繩電話、尋呼機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、衛(wèi)星通訊等通信系統(tǒng)；并可進(jìn)行各種系統(tǒng)時(shí)域和頻域分析、譜分析，及對(duì)各種邏輯電路、射頻/模擬電路（混合器、放大器、RLC電路、運(yùn)放電路等）進(jìn)行理論分析和失真分析。System View能自動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)連接檢查，給出連接錯(cuò)誤信息或尚懸空的待連接端信息，通知用戶連接出錯(cuò)并通過(guò)顯示指出出錯(cuò)的圖標(biāo)。這個(gè)特點(diǎn)對(duì)用戶系統(tǒng)的診斷是十分有

15、效的。System View的另一重要特點(diǎn)是它可以從各種不同角度、以不同方式，按要求設(shè)計(jì)多種濾波器，并可自動(dòng)完成濾波器各指標(biāo)如幅頻特性（伯特圖）、傳遞函數(shù)、根軌跡圖等之間的轉(zhuǎn)換。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真分析方面，System View還提供了一個(gè)真實(shí)而靈活的窗口用以檢查、分析系統(tǒng)波形。在窗口內(nèi)，可以通過(guò)鼠標(biāo)方便地控制內(nèi)部數(shù)據(jù)的圖形放大、縮小、滾動(dòng)等。另外，分析窗中還帶有一個(gè)功能強(qiáng)大的“接收計(jì)算器”，可以完成對(duì)仿真運(yùn)行結(jié)果的各種運(yùn)算、譜分析、濾波。System View還具有與外部文件的接口，可直接獲得并處理輸入/輸出數(shù)據(jù)。提供了與編程語(yǔ)言VC+或仿真工具M(jìn)atlab的接口，可以很方便的調(diào)用其函數(shù)。還具

16、備與硬件設(shè)計(jì)的接口：與Xilinx公司的軟件Core Generator配套，可以將System View系統(tǒng)中的部分器件生成下載FPGA芯片所需的數(shù)據(jù)文件；另外，System View還有與DSP芯片設(shè)計(jì)的接口，可以將其DSP庫(kù)中的部分器件生成DSP芯片編程的C語(yǔ)言源代碼。3 TP3067簡(jiǎn)介3.1 TP3067內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3.2 TP3067引腳圖3.3 TP3067引腳功能介紹VPO+：接收功率放大器的非倒相輸出。GNDA：模擬地，所有信號(hào)均以該引腳為參考點(diǎn)。VPO-：接收功率放大器的倒相輸出。VPI：接收功率放大器的倒相輸入。VFRO：接收濾波器的模擬輸出。VCC：正電源引腳，VCC=+

17、5V5%。FSR：接收幀同步脈沖，它啟動(dòng)BCLKR，于是PCM數(shù)據(jù)移入DR，F(xiàn)SR為8KHZ脈沖序列。DR：接收數(shù)據(jù)幀輸入，PCM數(shù)據(jù)隨著FSR前沿移入DR。BCLKR/CLKSESL：在FSR前沿把輸入移入DR時(shí)的位時(shí)鐘，其頻率可以從64KHz至2.048MHz。另一方面它也可能是一個(gè)邏輯輸入，以此為在同步模式中的主時(shí)鐘選擇頻率1.536 MHz、1.544 MHz或2.048MHz，BCLKR用在發(fā)送和接收兩個(gè)方向。MCLKR/PDN： 接收主時(shí)鐘，其頻率可以為1.536 MHz、1.544 MHz或2.048MHz。它允許與MCLKX異步，但為了取得最佳性能應(yīng)當(dāng)與MCLKX同步，當(dāng)MCL

18、KR連續(xù)在低電位時(shí)，CLKX被選用為所有內(nèi)部定時(shí)，當(dāng)MCLKR連續(xù)工作在高電位時(shí)，器件就處于掉電模式。MCLKX： 發(fā)送主時(shí)鐘，其頻率可以是1.536 MHz、1.544 MHz或2.048MHz，它允許與MCLKR異步，同步工作能實(shí)現(xiàn)最佳性能。BCLKX：把PCM數(shù)據(jù)從DX移出的位時(shí)鐘，其頻率可以從64KHz至2.048MHz,但必須與MCLKX同步。DX：由FSX啟動(dòng)的三態(tài)PCM數(shù)據(jù)輸出。FSX：發(fā)送幀同步脈沖輸入，它啟動(dòng)BCLKX并使DX上PCM數(shù)據(jù)移出到DX上。 ：開漏輸出。在編碼器時(shí)隙內(nèi)為低脈沖。ANLB： 模擬環(huán)路控制輸入，在正常工作時(shí)必須置為邏輯“0”，當(dāng)拉到邏輯“1”時(shí)，發(fā)送濾

19、波器和發(fā)送前置放大器輸出的連接線被斷開，而改為和接收功率放大器的VPO+輸出連接。GSX：發(fā)送輸入放大器的模擬輸出，用來(lái)在外部調(diào)節(jié)增益。VFXI+：發(fā)送輸入放大器的非倒相輸入。VFXI-：發(fā)送輸入放大器的倒相輸入。VBB：負(fù)電源引腳，VBB=5V5%。3.4 TP3067功能說(shuō)明上電當(dāng)開始上電瞬間，加壓復(fù)位電路啟動(dòng)COMBO并使它處于掉電狀態(tài)，所有非主要電路失效，而DX、VFRO、VPO-、VPO+均處于高阻狀態(tài)。為了使器件上電，一個(gè)邏輯低電平或時(shí)鐘脈沖必須作用在MCLKR/PDN引腳上，并且FSX和FSR脈沖必須存在。于是有兩種掉電控制模式可以利用。在第一種中MCLKR/PDN引腳電位被拉高

20、。在另一種模式中使FSX和FSR二者的輸入均連續(xù)保持低電平，在最后一個(gè)FSX或FSR脈沖后相隔2ms左右，器件將進(jìn)入掉電狀態(tài)，一旦第一個(gè)FSX和FSR脈沖出現(xiàn)，上電就會(huì)發(fā)生。三態(tài)數(shù)據(jù)輸出將停留在高阻抗?fàn)顟B(tài)中，一直到第二個(gè)FSX脈沖出現(xiàn)。同步工作在同步工作中，對(duì)于發(fā)送和接收兩個(gè)方向應(yīng)當(dāng)用相同的主時(shí)鐘和位時(shí)鐘，在這一模式中，MCLKX上必須有時(shí)鐘信號(hào)在起作用，而MCLKR/PDN引腳則起了掉電控制作用。MCLKR/PDN上的低電平使器件上電，而高電平則使器件掉電。這兩種情況中，不論發(fā)送或接收方向，MCLKX都作為主時(shí)鐘輸入，位時(shí)鐘也必須作用在MCLKX，對(duì)于頻率為1.536 MHz、1.544 M

21、Hz或2.048MHz的主時(shí)鐘，BCLKR/CLKSEL可用來(lái)選擇合適的內(nèi)部分頻器，在1.544 MHz工作狀態(tài)下，本器件可自動(dòng)補(bǔ)償每幀內(nèi)的第193個(gè)時(shí)鐘脈沖。當(dāng)BCLKR/CLKSEL引腳上的電平固定時(shí)，BCLKX將被選為發(fā)送和接收方向兼用的位時(shí)鐘。表4-4說(shuō)明可選用的工作頻率，其值視BCLKR/CLKSEL的狀態(tài)而定。在同步模式中，位時(shí)鐘BCLKX可以從64KHz變至2.048MHz，但必須與MCLKX同步。每一個(gè)FSX脈沖標(biāo)志著編碼周期的開始，而在BCLKX的正沿上，從前一個(gè)編碼周期來(lái)的PCM數(shù)據(jù)從已啟動(dòng)的DX輸出中移出。在8個(gè)時(shí)鐘周期后，三態(tài)DX輸出恢復(fù)到高阻抗?fàn)顟B(tài)。隨著FSR脈沖的來(lái)

22、臨，依賴BCLKX（或在運(yùn)行中的BCLKR）負(fù)沿上的DR輸入，PCM數(shù)據(jù)被鎖定，F(xiàn)SX和FSR必須與MCLKX或MCLKR同步。異步工作在異步工作狀態(tài)中，發(fā)送和接收時(shí)鐘必須獨(dú)立設(shè)置，MCLK和MCLR必須為2.048MHZ，只要把靜態(tài)邏輯電平加到MCLKx/PDN引腳上，就能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。FSX啟動(dòng)每個(gè)編碼周期而且必須與MCLKX和BCLKX保持同步。FSR啟動(dòng)每一個(gè)譯碼周期而且必須與BCLKR同步。BCLKR必須為時(shí)鐘信號(hào)。列于表4-4中的邏輯電平對(duì)于異步模式是不成立的。BCLKX和BCLKR工作頻率可從64KHz變到2.048MHz。短幀同步工作COMBO既可以用短幀，也可以用長(zhǎng)幀同步脈沖，

23、在加電開始時(shí)，器件采用短幀模式。在這種模式中，F(xiàn)SX和FSR這兩個(gè)幀同步脈沖的長(zhǎng)度均為一個(gè)位時(shí)鐘周期。在BCLKX的下降邊沿，當(dāng)FSX為高時(shí)，BCLKX的下一個(gè)上升邊沿可啟動(dòng)輸出符號(hào)位的三態(tài)輸出DX的緩沖器，緊隨其后的7個(gè)上升邊沿以時(shí)鐘送出剩余的7個(gè)位，而下一個(gè)下降邊沿則阻止DX輸出。在BCLKR的下降邊沿，當(dāng)FSR為高時(shí)（BCLKX在同步模式），其下一個(gè)的下降邊沿將鎖住符號(hào)位，緊隨其后的7個(gè)下降邊沿鎖住剩余的7個(gè)保留位。長(zhǎng)幀同步工作為了應(yīng)用長(zhǎng)幀模式，F(xiàn)SX和FSR這兩個(gè)幀同步脈沖的長(zhǎng)度等于或大于位時(shí)鐘周期的三倍。在64KHz工作狀態(tài)中，幀同步脈沖至少要在160ns內(nèi)保持低電位。隨著FSX或B

24、CLKX的上升沿（無(wú)論哪一個(gè)先到）來(lái)到，DX三態(tài)輸出緩沖器啟動(dòng)，于是被時(shí)鐘移出的第一比特為符號(hào)位，以后到來(lái)的BCLKX的7個(gè)上升沿以時(shí)鐘移出剩余的7位碼。隨著第8個(gè)上升沿或FSX變低（無(wú)論哪一個(gè)后發(fā)生），DX輸出由BCLKX的下降沿來(lái)阻塞，在以后8個(gè)BCLKR的下降沿，接收幀同步脈沖FSR上升沿將鎖住DR的PCM數(shù)據(jù)。發(fā)送部件發(fā)送部件的輸入端為一個(gè)運(yùn)算放大器，并配有兩個(gè)調(diào)整增益的外接電阻。在低噪聲和寬頻帶的條件下，整個(gè)音頻通帶內(nèi)的增益可達(dá)20dB以上。該運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)一個(gè)增益為1的濾波器（由RC有源前置濾波器組成），后面跟隨一個(gè)時(shí)鐘頻率為256KHz的8階開關(guān)電容帶通濾波器。該濾波器的輸出直接

25、驅(qū)動(dòng)編碼器的抽樣保持電路。在制造中配入一個(gè)精密電壓基準(zhǔn)，以便提供額定峰值為2.5V的輸入過(guò)載（tmax）。FSX幀同步脈沖控制濾波器輸出的抽樣，然后逐次逼近的編碼周期就開始，8位碼裝入緩沖器內(nèi)，并在下一個(gè)FSX脈沖下通過(guò)DX移出，整個(gè)編碼時(shí)延近似地等于165ns加上125ns（由于編碼時(shí)延），其和為290 ns。接收部件接收部件包括一個(gè)擴(kuò)展DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器），而它又驅(qū)動(dòng)一個(gè)時(shí)鐘頻率為256KHz的5階開關(guān)電容低通濾波器。譯碼器是依照A律（TP3067）設(shè)計(jì)的，而5階低通濾波器校正8KHZ抽樣保持電路所引起的sinx/x衰減。在濾波器后跟隨一個(gè)其輸出在VFRO上的2階RC低通后置濾波器。接收部

26、件的增益為1，但利用功率放大器可加大增益。當(dāng)FSR出現(xiàn)時(shí)，在后續(xù)的8個(gè)BCLKR（BCLKX）的下降邊沿，DR輸入端上的數(shù)據(jù)將被時(shí)鐘控制。在譯碼器的終端，譯碼循環(huán)就開始了。接收功率放大器兩個(gè)倒相模式的功率放大器用來(lái)直接驅(qū)動(dòng)一個(gè)匹配的線路接口電路。本編譯碼器既可以進(jìn)行A律變換，也可以進(jìn)行律變換，它的數(shù)據(jù)既可以固定速率傳送，也可以變速率傳送，它既可以傳輸信令幀，也可以選擇它傳送無(wú)信令幀，并且還可以控制它處于低功耗備用狀態(tài)。在實(shí)驗(yàn)中我們選擇它進(jìn)行A律變換，以2.048Mbit來(lái)傳送信息，信令幀為無(wú)信令幀，它的發(fā)送時(shí)序和接收時(shí)序直接受FSX和FSR控制。編譯碼器一般都有一個(gè)PDN降功耗控制端，PDN=

27、1時(shí)，編譯碼能正常工作，PDN=0，編譯碼器處于低功耗狀態(tài)，這時(shí)編譯碼器其他功能都不起作用，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)編譯碼器的降功耗控制，這時(shí)，用戶摘機(jī)，編譯碼器工作，用戶掛機(jī)，編譯碼器低功耗。4 電路圖5 仿真圖及仿真結(jié)果5.1 仿真圖5.1.1 信號(hào)源由高斯信號(hào)產(chǎn)生也可由三個(gè)幅值相同，頻率不同的正弦波相加得到5.1.2 編碼部分組件功能：（1）低通濾波器：為實(shí)現(xiàn)信號(hào)的語(yǔ)音頻率特性，考慮到濾波器在通帶和阻帶之間的過(guò)渡，采用了低通濾波器，而沒有設(shè)計(jì)帶通濾波器。為實(shí)現(xiàn)信號(hào)在 300Hz3400Hz的語(yǔ)音頻帶內(nèi)，在這里采用了一個(gè)階數(shù)為3階的切比雪夫?yàn)V波器，其具有在通帶內(nèi)等波紋、阻帶內(nèi)單調(diào)的特性。（

28、2）瞬時(shí)壓縮器：瞬時(shí)壓縮器（圖符16）使用了我國(guó)現(xiàn)采用A律壓縮，注意在譯碼時(shí)擴(kuò)張器也應(yīng)采用A律解壓。對(duì)比壓縮前后時(shí)域信號(hào)（見圖6, 圖7），明顯看到對(duì)數(shù)壓縮時(shí)小信號(hào)明顯放大，而大信號(hào)被壓縮，從而提高了小信號(hào)的信噪比，這樣可以使用較少位數(shù)的量化滿足語(yǔ)音傳輸?shù)男枰?。?）A/D 轉(zhuǎn)換器：完成經(jīng)過(guò)瞬時(shí)壓縮后信號(hào)時(shí)間及幅度的離散，通常認(rèn)為語(yǔ)音的頻帶在300Hz3400Hz，根據(jù)低通采樣定理，采樣頻率應(yīng)大于信號(hào)最高頻率兩倍以上，在這里A/D的采樣頻率為8Hz即可滿足，均勻量化電平數(shù)為256級(jí)量化，編碼用8bit表示，其中第一位為極性表示，這樣產(chǎn)生了64kbit/s的語(yǔ)音壓縮編碼。 （4）數(shù)據(jù)選擇器：圖符10為帶使能端的8路數(shù)據(jù)選擇器，與74151功能相同，在這里完成A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)的并/串轉(zhuǎn)換，圖符11、12、13為選擇控制端，在這里控制輪流輸出并行數(shù)據(jù)為串行數(shù)據(jù)。通過(guò)數(shù)據(jù)選擇器還可以實(shí)現(xiàn)碼速轉(zhuǎn)換功能。5.1.3 譯碼部分組件功能：（1）D/A轉(zhuǎn)換器(圖符1)：用來(lái)實(shí)現(xiàn)與A/D轉(zhuǎn)換相反的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬量，從而達(dá)到譯碼最基本的要求，也就是最起碼要有步驟。（2）瞬時(shí)擴(kuò)張器（圖符8）：實(shí)現(xiàn)與瞬時(shí)壓縮器相反的功能，由于采用 A 律壓縮，擴(kuò)張也必須采用A律瞬時(shí)擴(kuò)張器。 （3）低通濾波器（圖符3）：由于采樣脈沖不可能是理想沖激函數(shù)會(huì)引入孔