通信原理2012實(shí)驗(yàn)

1、RZ8641現(xiàn)代通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明書(shū)目 錄目 錄1前 言2撥碼器開(kāi)關(guān)設(shè)置一覽表3第一章 通信原理多種信號(hào)的產(chǎn)生5實(shí)驗(yàn)1-1 模擬信號(hào)源實(shí)驗(yàn)5實(shí)驗(yàn)1-2 CPLD可編程邏輯器件實(shí)驗(yàn)9實(shí)驗(yàn)1-3 接收濾波放大器實(shí)驗(yàn)14第二章 終端編譯碼實(shí)驗(yàn)17實(shí)驗(yàn)2-1 脈沖編碼調(diào)制（PCM）及系統(tǒng)17實(shí)驗(yàn)2-2 CVSD編譯碼系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)22第三章 二相數(shù)字調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)29實(shí)驗(yàn)3-1 數(shù)字調(diào)制技術(shù)FSK調(diào)制29實(shí)驗(yàn)3-2 數(shù)字調(diào)制技術(shù)PSK調(diào)制解調(diào)34第四章 通信系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)41實(shí)驗(yàn)4-1 AMI/HDB3編譯碼實(shí)驗(yàn)41實(shí)驗(yàn)4-2 單臺(tái)實(shí)驗(yàn)箱實(shí)現(xiàn)單工通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)45實(shí)驗(yàn)4-3 通信大系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)47實(shí)驗(yàn)4-4 兩臺(tái)實(shí)

2、驗(yàn)箱實(shí)現(xiàn)雙工通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)50附錄2：數(shù)字示波器DS1102E操作說(shuō)明 5355 前 言本通信原理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由實(shí)驗(yàn)平臺(tái)底板和實(shí)驗(yàn)?zāi)K組成，根據(jù)教學(xué)大綱對(duì)通信原理課程性質(zhì)的定位，為廣大院校師生提供了良好的教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件。我們?cè)诙嗄攴e累的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)校使用反饋意見(jiàn)的基礎(chǔ)上，保留了前幾款實(shí)驗(yàn)箱的特色實(shí)驗(yàn)，擴(kuò)展了實(shí)驗(yàn)?zāi)K的功能，加強(qiáng)了模塊間的系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)，大大增加了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；同時(shí)為了配合實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理，我們?cè)诟髂K電路板上加有有機(jī)玻璃保護(hù)罩。整個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，突出體現(xiàn)理論知識(shí)的系統(tǒng)性和教學(xué)內(nèi)容的穩(wěn)定性，使學(xué)生能夠掌握分析研究通信系統(tǒng)各種部件的基本方法，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和研究、開(kāi)發(fā)、創(chuàng)新的能力。本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)要

3、求示波器最低配置為20M雙蹤模擬示波器，示波器的幅度檔一般設(shè)置在2V檔，探頭1X無(wú)衰減。測(cè)量時(shí)黑色的接地夾子應(yīng)先接地。一般情況下，本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上元器件的標(biāo)號(hào)都是按照模塊劃分的。如標(biāo)號(hào)58TP01， “58TP01”中的“58”表示模塊的標(biāo)號(hào)，即“XXX模塊”；“01”表示編號(hào)，“TP”表示常規(guī)測(cè)試點(diǎn)；“位:A”表示此模塊需要安置在底板的標(biāo)號(hào)為“A”位置，合起來(lái)即表示 “XXX模塊”需安置在底板的標(biāo)號(hào)為“A”位置，其中一個(gè)標(biāo)號(hào)58TP01波形測(cè)量點(diǎn)（鍍銀測(cè)試針）。另外，如標(biāo)號(hào)為58P01，即表示一個(gè)信號(hào)輸入（輸出）連接點(diǎn)（銅質(zhì)鉚孔），如鉚孔邊的箭頭背離鉚孔，即表示是信號(hào)輸出連接點(diǎn)；如箭頭指向鉚孔，

4、即表示信號(hào)輸入連接點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，所有通信信號(hào)都是通過(guò)鉚孔開(kāi)放出來(lái)的，實(shí)驗(yàn)時(shí)需在了解實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，用鉚孔連接線連接構(gòu)成所需實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。進(jìn)行鉚孔連接時(shí)，連接線接頭插入鉚孔后，輕輕旋轉(zhuǎn)一個(gè)小角度，接頭將和鉚孔鎖死；拔出時(shí)，回轉(zhuǎn)一個(gè)小角度即可輕松拔出，切勿使用莽力拉扯，以免插頭針斷在鉚孔中。實(shí)驗(yàn)操作前，務(wù)必預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在弄清楚實(shí)驗(yàn)要求和各模塊功能的基礎(chǔ)上，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的連接構(gòu)建。電子元器件標(biāo)號(hào)首字母的意思：TP表示信號(hào)波形測(cè)量點(diǎn)，P表示信號(hào)輸入輸出銅鉚孔，U表示芯片集成電路，R表示電阻，C表示普通電容，E表示電解電容，J表示接插件，JZ表示晶振或晶體，K表示選擇開(kāi)關(guān)等。撥碼器開(kāi)關(guān)設(shè)置一覽表在本

5、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，我們采用了紅色的撥碼器來(lái)設(shè)置各種實(shí)驗(yàn)的參數(shù)。撥碼器的白色開(kāi)關(guān)：往上，記為1；往下，記為0。一、“時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊”5位撥碼開(kāi)關(guān)4SW02：S1：00000：4P01鉚孔，PN15 2K，15位m序列111101011001000S2：00001：4P01鉚孔，PN15 32K，15位m序列111101011001000S3：00010：4P01鉚孔，PN511 2K，511位m序列S4：00011：4P01鉚孔，PN511 32K，511位m序列S5：00100：CVSD，編碼速率8K S6：00101：CVSD，編碼速率16K S7：00110：CVSD，編碼速率32K S

6、8：00111：CVSD，編碼速率64K S9：01000：PCM，線路編碼速率64KS10：01001：PCM，線路編碼速率128K（或標(biāo)準(zhǔn)E1速率） S11：01010：接收濾波器中心頻率2.6K S12：01011：接收濾波器中心頻率5.2K S13：01100：接收濾波器中心頻率10.3KS14：01101：待用S15：01110：4SW01撥碼器設(shè)置數(shù)據(jù)（8bit數(shù)據(jù)）64KS16：01111：時(shí)分復(fù)用（4SW01撥碼器設(shè)置數(shù)據(jù)64K， PCM編碼64K、CVSD編碼64K、濾波器3.4K）。下面是常見(jiàn)碼型變換的開(kāi)關(guān)設(shè)置：S17：1X000：?jiǎn)螛O性歸零編碼S18：1X001：雙極性不

7、歸零S19：1X010：雙極性歸零S20：1X011：CMIS21：1X100：曼徹斯特S22：1X101：密勒S23：1X110：PST注：1. 4P01為原始基帶數(shù)據(jù)。X=0時(shí)為4SW01撥碼器設(shè)置8bit數(shù)據(jù)，X=1時(shí)為15位m序列。4TP01為碼型變換后輸出數(shù)據(jù)。2.以上實(shí)驗(yàn)設(shè)置的各參數(shù)可根據(jù)學(xué)校要求定制。二、“漢明、交織、循環(huán)編碼模塊”，“漢明、交織、循環(huán)傳輸模塊”，“漢明、交織、循環(huán)譯碼模塊”的撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置：編碼：24SW01：0XXX外部輸入數(shù)據(jù)，64K 1XXX讀取SW02設(shè)置數(shù)據(jù)，往上為1，往下為0 X001 漢明，可外部輸入數(shù)據(jù)。24SW02四位數(shù)有效 X010 交織，可外

8、部輸入數(shù)據(jù)。24SW02四位數(shù)有效X111卷積，可外部輸入數(shù)據(jù)。24SW02四位數(shù)有效1100 循環(huán)，不可外部輸入數(shù)據(jù)。24SW02后三位數(shù)有效傳輸：23SW01：開(kāi)關(guān)往上，原編碼數(shù)據(jù)取反；開(kāi)關(guān)往下，原編碼數(shù)據(jù)不變譯碼：25SW01：開(kāi)關(guān)設(shè)置與編碼端24SW01后三位設(shè)置同即可，第一位待用。三、“復(fù)接/解復(fù)接、同步技術(shù)模塊”的4位撥碼器開(kāi)關(guān)39SW011.同步、再生和碼型轉(zhuǎn)換功能，數(shù)據(jù)從39P01輸入0001 2K時(shí)鐘提起。0010 32K DPSK時(shí)鐘提起、相對(duì)碼絕對(duì)碼轉(zhuǎn)換（對(duì)應(yīng)于“時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊”中生成的絕對(duì)碼4P01、相對(duì)碼4P03）。39P06輸出同步時(shí)鐘，39P07輸出再生和

9、碼型轉(zhuǎn)換后信號(hào)。0011 32K PSK時(shí)鐘提起、再生。39P06輸出同步時(shí)鐘，39P07輸出再生后信號(hào)。2.時(shí)分復(fù)接/解復(fù)接功能1111 實(shí)現(xiàn)4SW01撥碼器（8bit數(shù)據(jù)）、PCM編碼、CVSD編碼等數(shù)據(jù)的時(shí)分復(fù)接解復(fù)接功能。3.碼分復(fù)接/解復(fù)接功能0111 實(shí)現(xiàn)4SW01撥碼器（8bit數(shù)據(jù)）、PCM編碼等數(shù)據(jù)的碼分復(fù)接解復(fù)接功能。4.外部數(shù)據(jù)的絕對(duì)碼與相對(duì)碼轉(zhuǎn)換功能0100 絕相轉(zhuǎn)換：基帶絕對(duì)碼輸入鉚孔39P02；相對(duì)碼輸出鉚孔39P06; 相絕轉(zhuǎn)換：相對(duì)碼輸入鉚孔39P01；基帶絕對(duì)碼輸出鉚孔39P07;基帶絕對(duì)碼速率為：2K左右（可為計(jì)算機(jī)串口數(shù)據(jù)：波特率2400）第一章 通信原理

10、多種信號(hào)的產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)1-1 模擬信號(hào)源實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解本模塊中函數(shù)信號(hào)產(chǎn)生芯片的技術(shù)參數(shù)；2了解本模塊在后續(xù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的作用；3熟悉本模塊產(chǎn)生的幾種模擬信號(hào)的波形和參數(shù)調(diào)節(jié)方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊，位號(hào)：G2頻率計(jì)1臺(tái)320M雙蹤示波器1臺(tái) 4小電話單機(jī)1部三、實(shí)驗(yàn)原理本模塊主要功能是產(chǎn)生頻率、幅度連續(xù)可調(diào)的正弦波、三角波、方波等函數(shù)信號(hào)（非同步函數(shù)信號(hào)），另外還提供與系統(tǒng)主時(shí)鐘同源的2KHZ正弦波信號(hào)（同步正弦波信號(hào)）。在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，可利用它定性地觀察通信話路的頻率特性，同時(shí)用做PAM、PCM、ADPCM、CVSD（M）等實(shí)驗(yàn)的音頻信號(hào)源。本模塊位于底板的左邊1. 非同

11、步函數(shù)信號(hào)它由集成函數(shù)發(fā)生器XR2206和一些外圍電路組成，XR2206芯片的技術(shù)資料可到網(wǎng)上搜索得到。函數(shù)信號(hào)類(lèi)型由三檔開(kāi)關(guān)K01選擇，類(lèi)型分別為三角波、正弦波、方波等；峰峰值幅度范圍010V，可由W03調(diào)節(jié)；頻率范圍約500HZ5KHZ，可由W02調(diào)節(jié)；直流電平可由W01調(diào)節(jié)（一般左旋到底）。非同步函數(shù)信號(hào)源結(jié)構(gòu)示意圖，見(jiàn)圖1-1。K01U01U02跟隨放大器XR2206電 路三角波正弦波方波P03 圖1-1 非同步函數(shù)信號(hào)源結(jié)構(gòu)示意圖2. 同步正弦波信號(hào)同步信號(hào)源結(jié)構(gòu)示意圖，見(jiàn)圖1-3。2KHz方波信號(hào)經(jīng)低通濾波器濾出基波產(chǎn)生，2KHZ正弦波在P04可輸出。可作為PAM、PCM、ADPC

12、M、CVSD（M）等模塊的音頻信號(hào)源，其編碼數(shù)據(jù)可在普通模擬示波器上形成穩(wěn)定的波形，便于實(shí)驗(yàn)者觀測(cè)。18W01用來(lái)改變輸出同步正弦波的幅度。同步信號(hào)源結(jié)構(gòu)示意圖，見(jiàn)圖1-3。U04南京潤(rùn)眾科技有限公司整理U034U01跟隨放大器P04CPLD器 件低通濾波器 圖1-3 同步函數(shù)信號(hào)源結(jié)構(gòu)示意圖3. 模擬電話輸入電路本模塊提供了兩路用戶(hù)電話接口，圖1-5是其電路結(jié)構(gòu)示意圖。J02A/ J02B是電話機(jī)的水晶頭接口，U01是PBL38614專(zhuān)用電話集成電路。它的工作原理是：當(dāng)對(duì)電話機(jī)的送話器講話時(shí)，該話音信號(hào)從PBL38614的TR對(duì)應(yīng)的引腳輸入，經(jīng)U01內(nèi)部二四線轉(zhuǎn)換處理后從T端輸出。T端的模擬

13、電話輸出信號(hào)經(jīng)P05/ P07銅鉚孔送出，可作為語(yǔ)音信號(hào)輸出用。 當(dāng)接收對(duì)方的話音時(shí)，送入U(xiǎn)01芯片R端的輸入信號(hào)可由P06/P08銅鉚孔送入。此時(shí)，在電話聽(tīng)筒中即可聽(tīng)到送入信號(hào)的聲音。南京潤(rùn)眾科技有限公司整理U01J02ABP05/P07PBL38614電話接口芯片P06/P08TRTR圖1-5 用戶(hù)電話結(jié)構(gòu)示意圖四、實(shí)驗(yàn)設(shè)置K01：非同步函數(shù)信號(hào)類(lèi)型選擇，正弦波、三角波、方波。 W01：非同步函數(shù)信號(hào)的直流電平調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍至少為02V，視信號(hào)幅度而定，一般調(diào)節(jié)為0V（左旋到底）。 W02：非同步函數(shù)信號(hào)的頻率調(diào)節(jié)，一般使用頻率值范圍為14KHZ。 W03：非同步函數(shù)信號(hào)的幅度調(diào)節(jié)，一般使

14、用峰峰值范圍為04V。 P03：非同步函數(shù)信號(hào)的輸出連接鉚孔。W04: 同步函數(shù)信號(hào)的幅度調(diào)節(jié)，一般使用峰峰值范圍為04V。 P04：同步正弦波信號(hào)的輸出連接鉚孔。 J02A：用戶(hù)電話A的水晶頭接口。P05: 用戶(hù)電話A語(yǔ)音發(fā)送信號(hào)輸出鉚孔。P06: 用戶(hù)電話A語(yǔ)音接收信號(hào)輸入鉚孔。J02B：用戶(hù)電話B的水晶頭接口。P07: 用戶(hù)電話B語(yǔ)音發(fā)送信號(hào)輸出鉚孔。P08: 用戶(hù)電話B語(yǔ)音接收信號(hào)輸入鉚孔。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1插入有關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)K：在關(guān)閉系統(tǒng)電源的條件下，將“時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊”，插到底板“G”號(hào)的位置插座上（具體位置可見(jiàn)底板右下角的“實(shí)驗(yàn)?zāi)K位置分布表”）。注意模塊插頭與底板插座的防

15、呆口一致，模塊位號(hào)與底板位號(hào)的一致。2加電：打開(kāi)系統(tǒng)電源開(kāi)關(guān)，底板的電源指示燈正常顯示。若電源指示燈顯示不正常，請(qǐng)立即關(guān)閉電源，查找異常原因。3. 非同步函數(shù)信號(hào)源測(cè)試： 頻率計(jì)和示波器監(jiān)測(cè)P03測(cè)試點(diǎn)，按上述設(shè)置測(cè)試非同步函數(shù)信號(hào)源輸出信號(hào)波形，記錄其波形參數(shù)。4同步正弦波信號(hào)源測(cè)試：頻率計(jì)和示波器監(jiān)測(cè)P04測(cè)試點(diǎn)，按上述設(shè)置測(cè)試同步正弦波信號(hào)源輸出信號(hào)波形，記錄其波形參數(shù)。5用戶(hù)電話測(cè)試：1）電話模塊接上電話單機(jī)，說(shuō)話或按住某個(gè)數(shù)字鍵不放，用示波器測(cè)試其發(fā)端波形。2）用信號(hào)連接線連接P03與P06/P08兩鉚孔，即將函數(shù)信號(hào)送入電話的接收端，調(diào)節(jié)信號(hào)的頻率和幅度，聽(tīng)聽(tīng)筒中發(fā)出的聲音。6.

16、關(guān)機(jī)拆線：實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉電源，拆除信號(hào)連線，并按要求放置好實(shí)驗(yàn)?zāi)K。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1記錄非同步、同步函數(shù)信號(hào)的幅度、頻率、直流分量等參數(shù)，畫(huà)出測(cè)試的波形圖。2記錄電話數(shù)字鍵波形，了解電話撥號(hào)的雙音多頻的有關(guān)技術(shù)。3信源編碼中為什么用同步信號(hào)源后可觀測(cè)到穩(wěn)定的編碼？實(shí)驗(yàn)1-2 CPLD可編程邏輯器件實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解ALTERA公司的CPLD可編程器件EPM240；2了解本模塊在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的作用及使用方法；3掌握本模塊中數(shù)字信號(hào)的產(chǎn)生方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊，位號(hào)：G220M雙蹤示波器1臺(tái) 3頻率計(jì)1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)原理CPLD可編程模塊（芯片位號(hào)：4U01）用來(lái)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所

17、需要的各種時(shí)鐘信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。如下圖2-1所示：圖2-1 CPLD可編程模塊電路原理圖它由CPLD可編程器件ALTERA公司的EPM240、下載接口電路（4J03）和一塊晶振（JZ01）組成。晶振用來(lái)產(chǎn)生16.384MHz系統(tǒng)內(nèi)的主時(shí)鐘，送給CPLD芯片生成各種時(shí)鐘和數(shù)字信號(hào)。本實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)者了解這些信號(hào)的產(chǎn)生方法、工作原理以及測(cè)量方法，理論聯(lián)系實(shí)踐，提高實(shí)際操作能力。m序列是最被廣泛采用偽隨機(jī)序列之一，除此之外，還用到其它偽隨機(jī)碼，如Gold序列等，本模塊采用m序列碼作為系統(tǒng)的數(shù)字基帶信號(hào)源使用，在示波器上可形成穩(wěn)定的波形，方便學(xué)生觀測(cè)分析。下面介紹的m序列原理示意圖和仿真波形圖都是在MAX

18、+PLUS II軟件環(huán)境下完成。其中，RD輸入低電平脈沖，防止偽隨機(jī)碼發(fā)生器出現(xiàn)連0死鎖，其對(duì)應(yīng)仿真波形的低電平脈沖。CLK為時(shí)鐘脈沖輸入端。OUT為m序列偽隨機(jī)碼輸出。下圖2-1、圖2-2為三級(jí)m序列發(fā)生器原理圖和其仿真波形圖。在實(shí)驗(yàn)?zāi)K中的clk為2KHZ時(shí)鐘，輸出測(cè)試點(diǎn)為4P02，m序列輸出測(cè)試點(diǎn)為4P01。圖2-1 三級(jí)m序列發(fā)生器原理圖（M=7）圖2-2 三級(jí)m序列仿真波形圖下圖2-3、圖2-4為四級(jí)m序列發(fā)生器原理圖和其仿真波形圖。圖2-3 四級(jí)m序列發(fā)生器原理圖（M=15）圖2-4 四級(jí)m序列仿真波形圖下圖2-5、圖2-6為五級(jí)m序列發(fā)生器原理圖和其仿真波形圖。圖2-5 五級(jí)偽隨

19、機(jī)碼發(fā)生器原理圖圖2-6 五級(jí)偽隨機(jī)碼仿真波形圖圖2-7中介紹是異步四級(jí)2分頻電路，其特點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，但由于其后級(jí)觸發(fā)器的觸發(fā)脈沖要待前級(jí)觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)之后才能產(chǎn)生，因此其工作速率較低。在對(duì)分頻輸出時(shí)鐘的相位關(guān)系要求嚴(yán)格的情況下，一般采用同步分頻法，具體實(shí)現(xiàn)原理請(qǐng)同學(xué)自己整理。圖2-8為異步四級(jí)2分頻電路仿真波形圖。實(shí)驗(yàn)?zāi)K上的輸出測(cè)試點(diǎn)4TP01就是多級(jí)分頻的2KHZ時(shí)鐘。圖2-7 四級(jí)2分頻原理圖圖2-8 四級(jí)2分頻仿真波形圖另外，在本模塊上設(shè)計(jì)了一個(gè)8位的撥碼器和一個(gè)5位的撥碼器。8位的撥碼器用來(lái)設(shè)置8比特的數(shù)字信號(hào)源，5位的撥碼器用來(lái)控制數(shù)字信號(hào)的速率、碼型和其它模塊的工作時(shí)鐘，具體

20、設(shè)置可參見(jiàn)“前言”中的撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置說(shuō)明。本模塊上的EPM240芯片的編譯環(huán)境是quartusII軟件。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)置 本模塊加電后即運(yùn)行，輸出各種數(shù)字信號(hào)和時(shí)鐘，通過(guò)底板送到各個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K。 4P01：輸出m序列或4SW01設(shè)置的8比特串行數(shù)據(jù)，由4SW02撥碼器控制。 4P02：4TP01對(duì)應(yīng)的碼元時(shí)鐘。 4P03: 4TP01對(duì)應(yīng)的相對(duì)碼。 4TP01：4P01對(duì)應(yīng)的一些碼型變換，由4SW02撥碼器控制。 4TP02：4TP01對(duì)應(yīng)的碼型變換時(shí)鐘。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1插入有關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)K：在關(guān)閉系統(tǒng)電源的條件下，將“時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊”，插到底板“G”號(hào)的位置插座上（具體位置可見(jiàn)底板右下角的“

21、實(shí)驗(yàn)?zāi)K位置分布表”）。注意模塊插頭與底板插座的防呆口一致，模塊位號(hào)與底板位號(hào)的一致。2加電：打開(kāi)系統(tǒng)電源開(kāi)關(guān)，底板的電源指示燈正常顯示。若電源指示燈顯示不正常，請(qǐng)立即關(guān)閉電源，查找異常原因。3撥碼器4SW02設(shè)置“00000”，用示波器測(cè)試4P01、4P02測(cè)試點(diǎn)。讀出輸出基帶信號(hào)的速率和碼序列，記錄其波形。4撥碼器4SW02設(shè)置“00001”，用示波器測(cè)試4P01、4P02、4P03測(cè)試點(diǎn)。讀出輸出基帶信號(hào)的速率和碼序列，記錄其波形。5撥碼器4SW02設(shè)置“00010”，用示波器測(cè)試4P01、4P02測(cè)試點(diǎn)。讀出輸出基帶信號(hào)的速率和碼序列，記錄其波形。6撥碼器4SW02設(shè)置“00011”，

22、用示波器測(cè)試4P01、4P02、4P03測(cè)試點(diǎn)。讀出輸出基帶信號(hào)的速率和碼序列，記錄其波形。7撥碼器4SW02設(shè)置“01110”或“01111”，改變撥碼器4SW01設(shè)置，用示波器測(cè)試4P01、4P02測(cè)試點(diǎn)。讀出輸出基帶信號(hào)的速率和碼序列，記錄其波形。8. 關(guān)機(jī)拆線：實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉電源，拆除信號(hào)連線，并按要求放置好實(shí)驗(yàn)?zāi)K。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1記錄本模塊產(chǎn)生的時(shí)鐘和偽隨機(jī)碼序列，畫(huà)出測(cè)試的波形圖。2總結(jié)絕對(duì)碼相對(duì)碼轉(zhuǎn)換規(guī)律，并設(shè)計(jì)出編譯碼電路；3運(yùn)用MAX+PLUS II或quartusII軟件，VDHL語(yǔ)言或圖形法設(shè)計(jì)產(chǎn)生一個(gè)多級(jí)m序列。寫(xiě)出你設(shè)計(jì)過(guò)程和仿真結(jié)果。實(shí)驗(yàn)1-3 接收濾波放大器實(shí)

23、驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?理解終端接收濾波器作用；2掌握接收濾波器與功放模塊的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊，位號(hào)：G220M雙蹤示波器1臺(tái) 3信號(hào)連接線2根三、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)?zāi)K位于底板的右邊，由低通濾波器、低頻功放、喇叭等組成?？勺鳛镻AM、PCM、CVSD等通信模塊的接收終端。其組成結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3-1所示。低通濾波器功率放大器P15P14K044SW02撥碼器圖3-1 終端濾波放大器結(jié)構(gòu)示意圖外加信號(hào)通過(guò)P14鉚孔送入低通濾波器電路，“時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊”上的撥碼器4SW02可設(shè)置低通濾波器的多種截止頻率。經(jīng)過(guò)低通濾波器濾波后的信號(hào)，可在P15測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。濾波后的信號(hào)接

24、著送入LM386構(gòu)成的低功率放大器，驅(qū)動(dòng)小喇叭播放出聲音， W09可調(diào)節(jié)喇叭音量大小。實(shí)驗(yàn)者通過(guò)本模塊喇叭播放功能，可感性的判斷音頻信號(hào)經(jīng)編解碼信道的傳輸質(zhì)量。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)置4SW02：設(shè)置濾波器的截止頻率。設(shè)置和參考截止頻率如下（4SW02撥碼器：往上為1，往下為0）： 01010：濾波器截止頻率2.6K 01011：濾波器截止頻率5.2K 01100：濾波器截止頻率10.3KK04：小喇叭開(kāi)關(guān)。W09：音頻功率放大器輸出功率的調(diào)節(jié)電位器，注意音量不可調(diào)節(jié)太大。P14：外加模擬信號(hào)輸入連接鉚孔。P15：經(jīng)濾波器濾波后輸出連接鉚孔（若語(yǔ)音信號(hào)不需要經(jīng)過(guò)濾波，可直接從P15輸入到功放）。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)

25、容及步驟1插入有關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)K：在關(guān)閉系統(tǒng)電源的條件下，將“時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊”，插到底板“G”號(hào)的位置插座上（具體位置可見(jiàn)底板右下角的“實(shí)驗(yàn)?zāi)K位置分布表”）。注意模塊插頭與底板插座的防呆口一致，模塊位號(hào)與底板位號(hào)的一致。2加電： 打開(kāi)系統(tǒng)電源開(kāi)關(guān)，底板的電源指示燈正常顯示。若電源指示燈顯示不正常，請(qǐng)立即關(guān)閉電源，查找異常原因。3濾波器測(cè)試用信號(hào)源選擇與調(diào)節(jié)：采用非同步函數(shù)信號(hào)選擇正弦波檔，用示波器和頻率計(jì)監(jiān)測(cè)P03測(cè)試點(diǎn)，調(diào)節(jié)W02使其頻率最低，峰峰值4V左右。如用其它音頻信號(hào)源亦可。4信號(hào)線連接：用專(zhuān)用導(dǎo)線將P03、P14兩鉚孔連接，將測(cè)試信號(hào)送入后面的“接收端濾波放大模塊”。5截止頻率

26、2.6K濾波器測(cè)試：設(shè)置“時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊”上的4SW02撥碼器為01010用示波器監(jiān)測(cè)P15測(cè)試點(diǎn)，調(diào)節(jié)W02，測(cè)試其濾波器截止頻率并作記錄。6截止頻率5.2K濾波器測(cè)試：設(shè)置“時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊”上的4SW02撥碼器為01011用示波器監(jiān)測(cè)P15測(cè)試點(diǎn)，調(diào)節(jié)W02，測(cè)試其濾波器截止頻率并作記錄。注：1）測(cè)試過(guò)程中可將喇叭關(guān)閉，避免噪聲干擾；測(cè)試的數(shù)據(jù)可作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)參考。2）當(dāng)進(jìn)行CVSD編譯碼和復(fù)接、解復(fù)接等后續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將默認(rèn)濾波器截止頻率為3.4KHZ。因此，本實(shí)驗(yàn)中4SW02撥碼器應(yīng)設(shè)置為01111。7. 關(guān)機(jī)拆線：實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉電源，拆除信號(hào)連線，并按要求放置好實(shí)驗(yàn)?zāi)K。六

27、、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1畫(huà)出實(shí)驗(yàn)過(guò)程結(jié)構(gòu)示意圖，熟悉低通濾波器頻率的設(shè)置。2LM386芯片常用來(lái)設(shè)計(jì)低頻功率放大器，請(qǐng)查找有關(guān)資料，畫(huà)出放大倍數(shù)分別為20、50、200的LM386構(gòu)成的功放電路。第二章 終端編譯碼實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2-1 脈沖編碼調(diào)制（PCM）及系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1掌握PCM編譯碼原理與系統(tǒng)性能測(cè)試。2熟悉PCM編譯碼專(zhuān)用集成芯片的功能和使用方法。3學(xué)習(xí)PCM編譯碼器的硬件實(shí)現(xiàn)電路，掌握它的調(diào)整測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1PCM/ADPCM編譯碼模塊，位號(hào)：H2時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)產(chǎn)生器模塊，位號(hào):G320M雙蹤示波器1臺(tái)4低頻信號(hào)源1臺(tái)（選用）5頻率計(jì)1臺(tái)（選用）6信號(hào)連接線3根7小平口螺絲刀1只三、

28、實(shí)驗(yàn)原理脈沖編碼調(diào)制（PCM）是把一個(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)在信道中傳輸。脈沖編碼調(diào)制是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣，量化和編碼三個(gè)過(guò)程完成的。模擬信號(hào)抽 樣量 化34P0234P0434P0334P01編 碼信 道譯 碼低 通濾 波再 生工作時(shí)鐘A/DD/ATP3057P04收端功放P15PCM通信系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方框圖如圖2-1所示。圖2-1 PCM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方框圖在PCM脈沖編碼調(diào)制中，話音信號(hào)經(jīng)防混疊低通濾波器后進(jìn)行脈沖抽樣，變成時(shí)間上離散的PAM脈沖序列，然后將幅度連續(xù)的PAM脈沖序列用類(lèi)似于“四舍五入”辦法劃歸為有限種幅度，每一種幅度對(duì)應(yīng)一組代碼，因此PA

29、M脈沖序列將轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制編碼序列。對(duì)于電話，CCITT規(guī)定抽樣率為8KHz，每一抽樣值編8位碼（即為28=256個(gè)量化級(jí)），因而每話路PCM編碼后的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)碼率是64kB。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的單路PCM編、譯碼電路是TP3057芯片（見(jiàn)圖6-1中的虛線框）。此芯片采用a律十三折線編碼，它設(shè)計(jì)應(yīng)用于PCM 30/32系統(tǒng)中。它每一幀分32個(gè)時(shí)隙，采用時(shí)分復(fù)用方式，最多允許接入30個(gè)用戶(hù)，每個(gè)用戶(hù)各占據(jù)一個(gè)時(shí)隙，另外兩個(gè)時(shí)隙分別用于同步和標(biāo)志信號(hào)傳送，系統(tǒng)碼元速率為2.048MB。各用戶(hù)PCM編碼數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收,受發(fā)送時(shí)序與接收時(shí)序控制,它僅在某一個(gè)特定的時(shí)隙中被發(fā)送和接收，而不同用戶(hù)占據(jù)不同的時(shí)隙。若僅

30、有一個(gè)用戶(hù)，在一個(gè)PCM 幀里只能在某一個(gè)特定的時(shí)隙發(fā)送和接收該用戶(hù)的PCM編碼數(shù)據(jù)，在其它時(shí)隙沒(méi)有數(shù)據(jù)輸入或輸出。本實(shí)驗(yàn)?zāi)K中，為了降低對(duì)測(cè)試示波器的要求，將PCM 幀的傳輸速率設(shè)置為64Kbit/s或128Kbit/s兩種，這樣增加了編碼數(shù)據(jù)碼元的寬度，便于用低端示波器觀測(cè)。此時(shí)一個(gè)PCM 幀里，可容納的PCM編碼分別為1路或2路。另外，發(fā)送時(shí)序FSX與接收時(shí)序FSR使用相同的時(shí)序，測(cè)試點(diǎn)為34TP01。實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)框圖已在模塊上畫(huà)出了，實(shí)驗(yàn)時(shí)需用信號(hào)連接線連接34P02和34P04兩鉚孔，即將編碼數(shù)據(jù)直接送到譯碼端，傳輸信道可視為理想信道。幀脈沖和PCM編碼數(shù)據(jù)（128K）實(shí)測(cè)波形，相鄰幀脈

31、沖之間時(shí)間間隔為125us,如圖2-2所示。圖2-2幀脈沖和PCM編碼數(shù)據(jù)（128K）實(shí)測(cè)波形另外， TP3057芯片內(nèi)部模擬信號(hào)的輸入端有一個(gè)語(yǔ)音帶通濾波器，其通帶為200HZ4000HZ，所以輸入的模擬信號(hào)頻率只能在這個(gè)范圍內(nèi)有效。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)置1模擬信號(hào)源模塊K01：非同步函數(shù)信號(hào)類(lèi)型選擇，正弦波、三角波、方波。 W01：非同步函數(shù)信號(hào)的直流電平調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍至少為02V，視信號(hào)幅度而定，一般調(diào)節(jié)為0V。 W02：非同步函數(shù)信號(hào)的頻率調(diào)節(jié)，一般使用頻率值范圍為14KHZ。 W03：非同步函數(shù)信號(hào)的幅度調(diào)節(jié)，一般使用峰峰值范圍為04V。 P03：非同步函數(shù)信號(hào)的輸出連接鉚孔。W04: 同步函

32、數(shù)信號(hào)的幅度調(diào)節(jié)，一般使用峰峰值范圍為04V。 P04：同步正弦波信號(hào)的輸出連接鉚孔。 J02A：用戶(hù)電話A的電話水晶頭接口。P05: 用戶(hù)電話A語(yǔ)音信號(hào)發(fā)送輸出鉚孔。P06: 用戶(hù)電話A語(yǔ)音信號(hào)接收輸入鉚孔。J02B：用戶(hù)電話B的電話水晶頭接口。P07: 用戶(hù)電話B語(yǔ)音信號(hào)發(fā)送輸出鉚孔。P08: 用戶(hù)電話B語(yǔ)音信號(hào)接收輸入鉚孔。2PCM/ADPCM編譯碼模塊34TP01：發(fā)送時(shí)序FSX和接收時(shí)序FSR輸入測(cè)試點(diǎn)，頻率為8KHz的矩形窄脈沖；34TP02：PCM線路編譯時(shí)鐘信號(hào)的輸入測(cè)試點(diǎn)；34P01：模擬信號(hào)的輸入鉚孔； 34P02：PCM編碼的輸出鉚孔； 34P03：PCM譯碼的輸入鉚孔；

33、34P04：譯碼輸出的模擬信號(hào)鉚孔，波形應(yīng)分別與34P01同。注：一路數(shù)字編碼輸出波形為8比特編碼(一般為7個(gè)半碼元波形,最后半個(gè)碼元波形被芯片內(nèi)部移位寄存器在裝載下一路數(shù)據(jù)前復(fù)位時(shí)丟失掉)，數(shù)據(jù)的速率由編譯時(shí)鐘決定，其中第一位為語(yǔ)音信號(hào)編碼后的符號(hào)位，后七位為語(yǔ)音信號(hào)編碼后的電平值。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1插入有關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)K：在關(guān)閉系統(tǒng)電源的條件下，將“時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊”、“PCM/ADPCM編譯碼模塊”，插到底板“G、H”號(hào)的位置插座上（具體位置可見(jiàn)底板右下角的“實(shí)驗(yàn)?zāi)K位置分布表”）。注意模塊插頭與底板插座的防呆口一致，模塊位號(hào)與底板位號(hào)的一致。2信號(hào)線連接：用專(zhuān)用導(dǎo)線將P04、34P0

34、1；34P02、34P03；34P04、P15。注意連接鉚孔的箭頭指向，將輸出鉚孔連接輸入鉚孔（語(yǔ)音信號(hào)可不經(jīng)過(guò)P14終端濾波，而直接從P15送入功放）。3加電：打開(kāi)系統(tǒng)電源開(kāi)關(guān)，底板的電源指示燈正常顯示。若電源指示燈顯示不正常，請(qǐng)立即關(guān)閉電源，查找異常原因。4PCM的編碼時(shí)鐘設(shè)定：“時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)產(chǎn)生器模塊”上的撥碼器4SW02設(shè)置“01000”，則PCM的編碼時(shí)鐘為64KHZ（后面將簡(jiǎn)寫(xiě)為：撥碼器4SW02）。撥碼器4SW02設(shè)置“01001”，則PCM的編碼時(shí)鐘為128KHZ。5同步正弦波幅度調(diào)節(jié)及監(jiān)測(cè)：“同步正弦波”上提供了頻率2KHZ的同步正弦波，幅度由W04電位器調(diào)節(jié)。滿足PCM輸

35、入模擬信號(hào)頻率在3003400HZ語(yǔ)音范圍內(nèi)的要求，可用頻率計(jì)監(jiān)測(cè)此點(diǎn)信號(hào)頻率。6時(shí)鐘為64KHZ，同步正弦波及 PCM編碼數(shù)據(jù)觀察：撥碼器4SW02設(shè)置“01000”，則PCM的編碼時(shí)鐘為64KHZ。雙蹤示波器探頭分別接在測(cè)量點(diǎn)34P01和34P02，觀察同步正弦波及 PCM編碼數(shù)據(jù)。調(diào)節(jié)W04電位器，改變同步正弦波幅度，并仔細(xì)觀察PCM編碼數(shù)據(jù)的變化。注意，此時(shí)時(shí)鐘為64KHZ，一幀中只能容納1路信號(hào)。7時(shí)鐘為128KHZ同步正弦波及 PCM編碼數(shù)據(jù)觀察：撥碼器4SW02設(shè)置“01001”，則PCM的編碼時(shí)鐘為128KHZ。雙蹤示波器探頭分別接在測(cè)量點(diǎn)34P01和34P02，觀察同步正弦波

36、及 PCM編碼數(shù)據(jù)。調(diào)節(jié)W04電位器，改變同步正弦波幅度，并仔細(xì)觀察PCM編碼數(shù)據(jù)的變化。注意，此時(shí)時(shí)鐘為128KHZ，一幀中能容納2路信號(hào)。本PCM編碼僅一路信號(hào)，故僅占用一幀中的一半時(shí)隙。8非同步正弦波及 PCM編碼數(shù)據(jù)觀察：改用非同步函數(shù)信號(hào)輸入，分別改變輸入模擬信號(hào)的幅度和頻率，重復(fù)上列6、7步驟，觀察非步正弦波及 PCM編碼數(shù)據(jù)波形。注意，由于非同步正弦波頻率與抽樣、編碼時(shí)鐘不同步，需仔細(xì)調(diào)節(jié)非同步正弦波頻率才能在普通示波器上看到穩(wěn)定的編碼數(shù)據(jù)波形。 9語(yǔ)音信號(hào)PCM編碼、譯碼試聽(tīng)：用專(zhuān)用導(dǎo)線將P05（用戶(hù)電話A語(yǔ)音信號(hào)發(fā)送輸出）與34P01（模擬信號(hào)的輸入）連接；34P04（譯碼輸

37、出的模擬信號(hào)）與P08（用戶(hù)電話B語(yǔ)音信號(hào)接收輸入）或與P14連接，并對(duì)著用戶(hù)電話A話筒講話，在用戶(hù)電話B耳機(jī)或揚(yáng)聲器試聽(tīng)，直觀感受PCM編碼譯碼的效果（功放前置低通濾波器默認(rèn)截止頻率為3.4KHZ）。10PCM編碼、譯碼各重要測(cè)量點(diǎn)波形觀察：測(cè)量34P01、34P02、34P03、34P04、34TP01、34TP02各點(diǎn)波形。注意，此時(shí)輸入模擬信號(hào)采用同步正弦波在普通示波器上看到穩(wěn)定的時(shí)鐘、時(shí)序及編碼數(shù)據(jù)波形; 當(dāng)無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，或信號(hào)幅度為0時(shí)，PCM編碼器編碼為11010101或?yàn)?1010101，并不是一般教材所講授的編全0碼。因?yàn)闊o(wú)信號(hào)輸入時(shí)，或信號(hào)幅度為0經(jīng)常出現(xiàn)，編全0碼容易使系

38、統(tǒng)失步。11關(guān)機(jī)拆線：實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉電源，拆除信號(hào)連線，并按要求放置好實(shí)驗(yàn)?zāi)K。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1當(dāng)輸入的模擬信號(hào)的幅度調(diào)節(jié)為0時(shí)，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)過(guò)程中各測(cè)量點(diǎn)的波型圖，注意對(duì)應(yīng)相位、時(shí)序關(guān)系。2觀察非同步正弦波（峰峰值2V、頻率300HZ5KHZ）的編碼波形，讀出正弦波的頻率值、編碼數(shù)據(jù)（至少12個(gè)編碼數(shù)據(jù)）；設(shè)計(jì)表格，每增加200HZ，記錄一次有關(guān)數(shù)據(jù)并做分析，得出你的結(jié)論。另外，在哪幾個(gè)頻率段，譯碼還原信號(hào)不會(huì)出現(xiàn)有明顯失。3觀察同步正弦波（峰峰值0V10V）的編碼波形，讀出正弦波的峰峰值、編碼數(shù)據(jù)（至少12個(gè)編碼數(shù)據(jù)）；設(shè)計(jì)表格，峰峰值每增加0.5V，記錄一次有關(guān)數(shù)據(jù)并做分析，得出你的結(jié)論。

39、4寫(xiě)出本次實(shí)驗(yàn)的心得體會(huì)，以及對(duì)本次實(shí)驗(yàn)有何改進(jìn)意見(jiàn)。實(shí)驗(yàn)2-2 CVSD編譯碼系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握增量調(diào)制編譯碼的基本原理，并理解實(shí)驗(yàn)電路的工作過(guò)程；2了解不同速率的編譯碼，以及低速率編譯碼時(shí)的輸出波形。3學(xué)習(xí)增量調(diào)制編譯碼器的硬件實(shí)現(xiàn)電路，掌握它的調(diào)整測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1增量調(diào)制編譯碼模塊，位號(hào)：D2時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)產(chǎn)生器模塊，位號(hào):G320M雙蹤示波器1臺(tái)4低頻信號(hào)源1臺(tái)（選用）5頻率計(jì)1臺(tái)（選用）6信號(hào)連接線3根7小平口螺絲刀1只三、實(shí)驗(yàn)原理增量調(diào)制編碼每次取樣只編一位碼，這一位編碼不是表示信號(hào)抽樣值的大小，而是表示抽樣幅度的增量，即采用一位二進(jìn)制數(shù)碼“1”或“0”來(lái)表示信號(hào)在

40、抽樣時(shí)刻的值相對(duì)于前一個(gè)抽樣時(shí)刻的值是增大還在減小，增大則輸出“1”碼，減小則輸出“0”碼。輸出的“1”、“0”只是表示信號(hào)相對(duì)于前一個(gè)時(shí)刻的增減，不表示信號(hào)的幅值。MC34115是單片增量調(diào)制大規(guī)模集成電路芯片。其內(nèi)部組成框圖分別如圖3-2所示， MC34115集成電路內(nèi)部電路由下列八個(gè)部分組成：模擬輸入運(yùn)算放大器、數(shù)字輸入運(yùn)算放大器、VI電壓/電流轉(zhuǎn)換運(yùn)算放大器、積分運(yùn)算放大器、斜率過(guò)載檢測(cè)電路、斜率極性控制電路、工作狀態(tài)選擇開(kāi)關(guān)電路、Vcc/2穩(wěn)壓電源。增量調(diào)制鋸齒波和模擬信號(hào)實(shí)測(cè)波形，如圖3-3所示。增量調(diào)制鋸齒波和編碼數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)波形，如圖3-4所示。 CVSD編碼CVSD譯碼信號(hào)恢復(fù)濾

41、波器6P03模擬信號(hào)源7P017P02P14P046P01P15圖3-1 增量調(diào)制系統(tǒng)連接示意方框圖(1) 編碼電路工作過(guò)程由圖3-1可知，音頻模擬輸入信號(hào)由開(kāi)關(guān)6P01連接進(jìn)入，經(jīng)過(guò)耦合至6U02（MC34115）的模擬信號(hào)輸入端，第1引腳。其編碼、譯碼工作方式由MC34115芯片的第15引腳的電平?jīng)Q定（高電平為編碼方式、低電平為譯碼方式）。此時(shí)芯片內(nèi)的模擬輸入運(yùn)算放大器與移位寄存器接通，從第1引腳(ANI)輸入的音頻模擬信號(hào)與2腳(ANF)輸入的本地解碼信號(hào)相減并放大得到誤差信號(hào)，然后根據(jù)該信號(hào)極性編成數(shù)據(jù)信碼從第9引腳(DOT)輸出。該信碼在片內(nèi)經(jīng)過(guò)3級(jí)或4級(jí)移位寄存器及檢測(cè)邏輯電路。檢

42、測(cè)過(guò)去的3位或4位信碼中是否為連續(xù)“1”或連續(xù)“0”的出現(xiàn)。一旦當(dāng)移位寄存器各級(jí)輸出為全“1”碼或全“0”碼時(shí)，表明積分運(yùn)算放大器增益過(guò)小，檢測(cè)邏輯電路從第11引腳(COIN端)輸出負(fù)極性一致脈沖，經(jīng)過(guò)外接音節(jié)平滑濾波器后得到量階控制電壓輸入到第3引腳(SYL端)，由內(nèi)部電路決定，GC端電壓與SYL端相同，這相當(dāng)于量階控制電壓加到第4引腳GC端。該端外接調(diào)節(jié)電位器6W01，調(diào)節(jié)6W01為一固定電位，改變此電位器即可改變GC端的輸入電流，以此控制積分量階的大小，從而改變環(huán)路增益，展寬動(dòng)態(tài)范圍。第4引腳(GC)輸入電流經(jīng)過(guò)VI變換運(yùn)算放大器，再經(jīng)量階極性控制開(kāi)關(guān)送到積分運(yùn)算放大器，極性開(kāi)關(guān)則由信碼

43、控制。外接積分網(wǎng)絡(luò)(由電阻、電容組成)與芯片內(nèi)部積分運(yùn)算放大器相連，在二次積分網(wǎng)絡(luò)上得到本地解碼信號(hào)送回ANF端與輸入信號(hào)再進(jìn)行比較，以完成整個(gè)編碼過(guò)程。該芯片的外圍輔助電路由三大部分組成:音節(jié)平滑濾波器電路、二次積分網(wǎng)絡(luò)電路。4SW02編譯碼控制圖3-2 增量調(diào)制系統(tǒng)編譯碼器內(nèi)部方框圖在沒(méi)有音頻模擬信號(hào)輸入時(shí)，話路是空閑狀態(tài)，則編碼器應(yīng)能輸出穩(wěn)定的“1”、“0”交替碼，這需要一最小積分電流來(lái)實(shí)現(xiàn)，該電流可通過(guò)增大調(diào)節(jié)電位器來(lái)獲得。由于極性開(kāi)關(guān)的失配，積分運(yùn)算放大器與模擬輸入運(yùn)算放大器的電壓失調(diào)，此電流不能太小，否則無(wú)法得到穩(wěn)定的“l(fā)”、“0”交替碼。該芯片總環(huán)路失調(diào)電壓約為1.5mv，所以量

44、階可選擇為3mv。當(dāng)本地積分時(shí)間常數(shù)1mS時(shí)，則最小積分電流取1OA，就可得到穩(wěn)定的“l(fā)”、“0”交替碼。如果輸出不要求有穩(wěn)定的“l(fā)”、“0”交替碼，量階可減小到0.lmV，而環(huán)路仍可正常工作。(2) 譯碼電路工作過(guò)程連接6P03和7P01鉚孔，將發(fā)端送來(lái)的編碼數(shù)據(jù)信號(hào)送到7U02(MC34115)芯片的第13引腳，即接收數(shù)據(jù)輸入端。對(duì)譯碼電路，CPU中央控制單元送出低電平至7U02 (MC34115)的15引腳，使模擬輸入運(yùn)算放大器與移位寄存器斷開(kāi)，而數(shù)字輸入運(yùn)算放大器與移位寄存器接通。這樣，接收數(shù)據(jù)信碼經(jīng)過(guò)數(shù)字輸入運(yùn)算放大器接收后送到移位寄存器，后面的工作過(guò)程與編碼時(shí)相同，只是解調(diào)信號(hào)不再

45、送回第2引腳，而是直接送入后面的積分網(wǎng)絡(luò)中，再通過(guò)低通濾波電路濾去高頻量化噪聲，然后送出話音信號(hào)，話音信號(hào)可連接至“接收端濾波放大模塊”。雖然增量調(diào)制系統(tǒng)的話音質(zhì)量不如脈沖編碼調(diào)制PCM數(shù)字系統(tǒng)的音質(zhì)，但是增量調(diào)制電路比較簡(jiǎn)單，能以較低的數(shù)碼率進(jìn)行編碼，通常為1632kbit/s，而且在用于單路數(shù)字電話通信時(shí)，不需要收發(fā)端同步，故增量調(diào)制系統(tǒng)仍然廣泛應(yīng)用于數(shù)字話音通信系統(tǒng)中，如應(yīng)用在傳輸數(shù)碼率較低的軍事，野外及保密數(shù)字電話等方面。圖3-3 增量調(diào)制鋸齒波和模擬信號(hào)實(shí)測(cè)波形圖3-4 增量調(diào)制鋸齒波和編碼數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)波形四、實(shí)驗(yàn)設(shè)置1. 模擬信號(hào)源模塊K01：非同步函數(shù)信號(hào)類(lèi)型選擇，正弦波、三角波、方

46、波。 W01：非同步函數(shù)信號(hào)的直流電平調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍至少為02V，視信號(hào)幅度而定，一般調(diào)節(jié)為0V。 W02：非同步函數(shù)信號(hào)的頻率調(diào)節(jié)，一般使用頻率值范圍為14KHZ。 W03：非同步函數(shù)信號(hào)的幅度調(diào)節(jié)，一般使用峰峰值范圍為04V。 P03：非同步函數(shù)信號(hào)的輸出連接鉚孔。W04: 同步函數(shù)信號(hào)的幅度調(diào)節(jié)，一般使用峰峰值范圍為04V。 P04：同步正弦波信號(hào)的輸出連接鉚孔。 J02A：用戶(hù)電話A的電話水晶頭接口。P05: 用戶(hù)電話A語(yǔ)音信號(hào)發(fā)送輸出鉚孔。P06: 用戶(hù)電話A語(yǔ)音信號(hào)接收輸入鉚孔。J02B：用戶(hù)電話B的電話水晶頭接口。P07: 用戶(hù)電話B語(yǔ)音信號(hào)發(fā)送輸出鉚孔。P08: 用戶(hù)電話B語(yǔ)音

47、信號(hào)接收輸入鉚孔。2. CVSD增量調(diào)制編譯碼模塊6W01：積分量階的大小控制電位器。7W01：譯碼輸出積分網(wǎng)絡(luò)調(diào)整電位器。4SW02：控制增量調(diào)制的編譯碼時(shí)鐘。設(shè)置為“00100”：8K；設(shè)置為“00101”：16K；設(shè)置為“00110”：32K；設(shè)置為“00111”：64K；另外，接收濾波器截止頻率默認(rèn)為3.4KHZ。6P01：模擬信號(hào)輸入鉚孔。輸入3003400Hz的模擬信號(hào)，若幅度過(guò)大，當(dāng)信號(hào)的實(shí)際斜率超過(guò)譯碼器的最大跟蹤斜率時(shí)，本地譯碼波形跟蹤不上信號(hào)的變化，將造成過(guò)載噪聲。因此信號(hào)波形幅度盡量小一些。方法是：可改變相應(yīng)信號(hào)源輸出幅度的大小。 6TP01：增量調(diào)制編碼電路的本地譯碼信

48、號(hào)（階梯波形）輸出測(cè)試點(diǎn)。波形不好可調(diào)節(jié)6W01電位器。6TP02：一致脈沖信號(hào)輸出測(cè)試點(diǎn)。它隨輸入信號(hào)波形的變化而變化。當(dāng)編碼數(shù)字信號(hào)出現(xiàn)三個(gè)連0（或三個(gè)連1）時(shí)，一致脈沖信號(hào)輸出負(fù)電平，直至連0（或連1）現(xiàn)象結(jié)束，返回正電平輸出。6P02：增量調(diào)制編碼時(shí)鐘輸出鉚孔，工作頻率由撥碼器4SW02控制。 6P03：增量調(diào)制編碼電路輸出數(shù)字編碼信號(hào)連接鉚孔。 7P01：增量調(diào)制譯碼電路接收編碼信號(hào)輸入鉚孔。7P02：經(jīng)過(guò)二次積分網(wǎng)絡(luò)后的本地譯碼波形輸出鉚孔，可調(diào)節(jié)7W01電位器。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1插入有關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)K：在關(guān)閉系統(tǒng)電源的條件下，將“時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊”、“增量調(diào)制編譯碼模塊”，插到

49、底板“G、D”號(hào)的位置插座上（具體位置可見(jiàn)底板右下角的“實(shí)驗(yàn)?zāi)K位置分布表”）。注意模塊插頭與底板插座的防呆口一致，模塊位號(hào)與底板位號(hào)的一致。2信號(hào)線連接：用專(zhuān)用導(dǎo)線將P04、6P01；6P03、7P01；7P02、P14連接，如圖4-2。注意連接鉚孔的箭頭指向，將輸出鉚孔連接輸入鉚孔。3加電：打開(kāi)系統(tǒng)電源開(kāi)關(guān)，底板的電源指示燈正常顯示。若電源指示燈顯示不正常，請(qǐng)立即關(guān)閉電源，查找異常原因。4增量調(diào)制的編碼時(shí)鐘設(shè)定：撥碼器4SW02設(shè)置“00110”，即增量調(diào)制的編譯碼時(shí)鐘為32KHZ。撥碼器4SW02設(shè)置“00101”，即增量調(diào)制的編譯碼時(shí)鐘為16KHZ。5同步正弦波幅度調(diào)節(jié)及監(jiān)測(cè)：“同步正

50、弦波”上提供了頻率2KHZ的同步正弦波，幅度由W04電位器調(diào)節(jié)。滿足輸入模擬信號(hào)頻率在3003400HZ語(yǔ)音范圍內(nèi)的要求，并可用頻率計(jì)監(jiān)測(cè)此點(diǎn)信號(hào)頻率。6時(shí)鐘為32KHZ，同步正弦波及階梯波觀察：同步正弦波幅度峰峰值2V左右，雙蹤示波器探頭分別接在測(cè)量點(diǎn)6P01和6TP01，觀察同步正弦波及本地譯碼輸出的階梯波。調(diào)整6W01電位器，使階梯波與正弦波誤差越小越好（此時(shí)呈現(xiàn)勻稱(chēng)的階梯波）。若6W01電位器調(diào)整不當(dāng)或同步正弦波幅度過(guò)大，階梯波可能變成三角波，此時(shí)為嚴(yán)重的過(guò)載量化失真。調(diào)整6W01電位器，使測(cè)量點(diǎn)6TP01為勻稱(chēng)的階梯波。7時(shí)鐘為32KHZ，同步正弦波及增量調(diào)制編碼數(shù)據(jù)觀察：同步正弦波

51、幅度峰峰值2V左右，雙蹤示波器探頭分別接在測(cè)量點(diǎn)6P01和6P03，觀察同步正弦波及增量調(diào)制編碼器輸出數(shù)據(jù)。并且，調(diào)節(jié)W04電位器，改變同步正弦波幅度，增量調(diào)制編碼器輸出數(shù)據(jù)也作相應(yīng)變化。嚴(yán)重過(guò)載量化失真時(shí)，增量調(diào)制編碼器輸出交替的長(zhǎng)連“1”、 長(zhǎng)連“0”碼。8. 時(shí)鐘為32KHZ，階梯波及增量調(diào)制編碼數(shù)據(jù)觀察：同步正弦波幅度峰峰值2V左右，雙蹤示波器探頭分別接在測(cè)量點(diǎn)6TP01和6P03，觀察階梯波及增量調(diào)制編碼器輸出數(shù)據(jù)。階梯波上升，對(duì)應(yīng)“1”碼；階梯波下降，對(duì)應(yīng)“0”碼。并且，調(diào)節(jié)W04電位器，改變同步正弦波幅度，階梯波及增量調(diào)制編碼器輸出數(shù)據(jù)都作相應(yīng)變化。9. 時(shí)鐘為32KHZ，增量調(diào)

52、制編碼數(shù)據(jù)及一致脈沖信號(hào)輸出觀察：雙蹤示波器探頭分別接在測(cè)量點(diǎn)6P03和6TP02，觀察增量調(diào)制編碼數(shù)據(jù)及一致脈沖信號(hào)輸出。調(diào)節(jié)W04電位器，改變同步正弦波幅度，當(dāng)沒(méi)有長(zhǎng)連 “0”或長(zhǎng)連“1”碼時(shí)，6TP02始終為高電位；當(dāng)增量調(diào)制編碼數(shù)據(jù)出現(xiàn)3個(gè)及3個(gè)以上長(zhǎng)連 “0” 或長(zhǎng)連“1”碼時(shí)，6TP02為低電位，即產(chǎn)生負(fù)極性一致脈沖，并且長(zhǎng)連 “0” 或長(zhǎng)連“1”個(gè)數(shù)越多，則負(fù)極性一致脈沖寬度也越寬。10時(shí)鐘為32KHZ，編碼階梯波及譯碼階梯波觀察：雙蹤示波器探頭分別接在測(cè)量點(diǎn)6TP01和7P02，調(diào)整7W01電位器，使譯碼端測(cè)量點(diǎn)7P02輸出階梯波形，與編碼端6TP01階梯波形相近似。11.時(shí)鐘

53、為32KHZ，輸入同步正弦波及譯碼恢復(fù)正弦波觀察：雙蹤示波器探頭分別接在測(cè)量點(diǎn)P04和P15觀察輸入同步正弦波及譯碼恢復(fù)正弦波，是否有明顯失真（收端低通濾波器默認(rèn)截止頻率為3.4KHZ，P14為濾波器輸入點(diǎn)）。12時(shí)鐘為32KHZ，語(yǔ)音信號(hào)增量調(diào)制編碼、譯碼試聽(tīng)：用專(zhuān)用導(dǎo)線將P05（用戶(hù)電話A語(yǔ)音信號(hào)發(fā)送輸出）與6P01（模擬信號(hào)的輸入）連接；7P02（譯碼輸出的模擬信號(hào)）與P08（用戶(hù)電話B語(yǔ)音信號(hào)接收輸入）或與P14連接，并對(duì)著用戶(hù)電話A話筒講話，在用戶(hù)電話B耳機(jī)或揚(yáng)聲器試聽(tīng)，直觀感受增量調(diào)制編碼譯碼的效果（功放前置低通濾波器默認(rèn)截止頻率為3.4KHZ）。13非同步函數(shù)信號(hào)增量調(diào)制編碼、譯

54、碼測(cè)量：改用非同步函數(shù)信號(hào)輸入，分別改變輸入模擬信號(hào)的幅度和頻率，重復(fù)上述612步驟實(shí)驗(yàn)，測(cè)試此編譯碼系統(tǒng)對(duì)輸入模擬信號(hào)頻率、幅度等參數(shù)的要求，此時(shí)由于非同步正弦波頻率與抽樣、編碼時(shí)鐘不同步，需仔細(xì)調(diào)節(jié)非同步正弦波頻率才能在普通示波器上看到穩(wěn)定的階梯波及編碼數(shù)據(jù)波形。14時(shí)鐘為16KHZ，增量調(diào)制編碼、譯碼測(cè)量：改變編、譯碼工作時(shí)鐘為16KHZ，再重復(fù)上述613步驟實(shí)驗(yàn)，比較不同工作時(shí)鐘下的通信效果。15關(guān)機(jī)拆線：實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉電源，拆除信號(hào)連線，并按要求放置好實(shí)驗(yàn)?zāi)K。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1根據(jù)步驟2中的連線關(guān)系，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)方框圖，并作簡(jiǎn)要敘述。2畫(huà)出各測(cè)量各點(diǎn)波形，結(jié)合理論分析說(shuō)明所發(fā)生的各種現(xiàn)象。3在通話的質(zhì)量方面，你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如何改進(jìn)方能提高話音的質(zhì)量，及對(duì)本實(shí)驗(yàn)有何改進(jìn)意見(jiàn)？第三章 二相數(shù)字調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3-1 數(shù)字調(diào)制技術(shù)FSK調(diào)制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1掌握FSK（ASK）調(diào)制器的工作原理及性能測(cè)試； 2掌握FSK（ASK）