通信原理2012實(shí)驗(yàn)_第1頁(yè)
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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)

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