PCM編譯碼系統(tǒng)實驗

1、PCM編譯碼系統(tǒng)實驗【實驗?zāi)康摹?、掌握PCM編譯碼原理與系統(tǒng)性能測試；2、熟悉PCMS譯碼專用集成芯片的功能和使用方法；3、學(xué)習(xí)PCM編譯碼器的硬件實現(xiàn)電路，掌握它的調(diào)整測試方法。二、【實驗原理】脈沖編碼調(diào)制（PCM是把一個時間連續(xù)、取值連續(xù)的模擬信號變換成時間 離散、取值離散得數(shù)字信號在信道中傳輸。脈沖編碼調(diào)制是對模擬信號進行抽樣, 量化和編碼三個過程完成的。PCMS信系統(tǒng)的實驗方框圖如下圖所示在PCM脈沖編碼調(diào)制中，話音信號經(jīng)防混疊低通濾波器后進行脈沖抽樣，變成時間上離散的PAM永沖序列，然后將幅度連續(xù)的PAM脈沖序列用類似于“四舍 五入”辦法劃歸為有限種幅度，每一種幅度對應(yīng)一組代碼，因

2、此PAM永沖序列將 轉(zhuǎn)換成二進制編碼序列。對于電話，CCITT規(guī)定抽樣率為8KHz每一抽樣值編8 位碼（即為2=256個量化級），因而每話路 PCM®碼后的標準數(shù)碼率是64kB。 本實驗應(yīng)用的單路PCM®、譯碼電路是TP3057芯片（見圖2-1中的虛線框）。 此芯片采用a律十三折線編碼，它設(shè)計應(yīng)用于 PCM 30/32系統(tǒng)中。它每一幀分 32個時隙，采用時分復(fù)用方式，最多允許接入 30個用戶，每個用戶各占據(jù)一個 時隙，另外兩個時隙分別用于同步和標志信號傳送，系統(tǒng)碼元速率為2.048MB各用戶PCMS碼數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，受發(fā)送時序與接收時序控制，它僅在某一個特定的時隙中被發(fā)送

3、和接收，而不同用戶占據(jù)不同的時隙。若僅有一個用戶，在 一個PCM幀里只能在某一個特定的時隙發(fā)送和接收該用戶的PCk編碼數(shù)據(jù)，在其它時隙沒有數(shù)據(jù)輸入或輸出。本實驗?zāi)K中，為了降低對測試示波器的要求，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。此時一個PCM幀里，可容納的PCk編碼分別為1路或2路。另外， 發(fā)送時序FSX與接收時序FSR使用相同的時序，測試點為34TP01。實驗結(jié)構(gòu)框 圖已在模塊上畫出了，實驗時需用信號連接線連接 34P02和34P03兩鉚孔，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。另外，T

4、P3057芯片內(nèi)部模擬信號的輸入端有一個語音帶通濾波器，其通帶為200HZ-4000HZ所以輸入的模擬信號頻率只能在這個范圍內(nèi)有效。各測量點的作用34TP01:發(fā)送時序FSX和接收時序FSR輸入測試點，頻率為8KHz的矩形窄脈 沖；34TP02: PCM路編譯時鐘信號的輸入測試點；34P01:模擬信號的輸入鉚孔；34P02 PCM編碼的輸出鉚孔；34P03: PCM譯碼的輸入鉚孔；34P04:譯碼輸出的模擬信號鉚孔，波形應(yīng)與 34P01相同。注：一路數(shù)字編碼輸出波形為8比特編碼（一般為7個半碼元波形，最后半個 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)位時丟失掉），數(shù)據(jù)的速 率由編譯時鐘

5、決定，其中第一位為語音信號編碼后的符號位， 后七位為語音信號 編碼后的電平值。三、【實驗儀器和設(shè)備】1. PCM/ADPC編譯碼模塊，位號：H2 時鐘與基帶數(shù)據(jù)產(chǎn)生器模塊，位號:G3. 20M雙蹤示波器1臺4. 低頻信號源1臺（選用）5. 頻率計1臺（選用）6 .信號連接線3根7.小平口螺絲刀1只四、【基本操作】1. 插入有關(guān)實驗?zāi)K：在關(guān)閉系統(tǒng)電源的條件下，將“時鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊”、“PCM/ADPC編譯碼模塊”，插到底板“ G H'號的位置插座上(具體位置可見底板右下角的“實 驗?zāi)K位置分布表”)。注意模塊插頭與底板插座的防呆口一致，模塊位號與底 板位號的一致。2. 加電：打開

6、系統(tǒng)電源開關(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 立即關(guān)閉電源，查找異常原因。3. PCM勺編碼時鐘設(shè)定：“時鐘與基帶數(shù)據(jù)產(chǎn)生器模塊”上的撥碼器 4SW0籤置“ 01000”，則PCM的編 碼時鐘為64KHZ(后面將簡寫為：撥碼器4SW02。撥碼器4SW02設(shè)置“ 01001”， 則PCM的編碼時鐘為128KHZ4. 時鐘為64KHZ模擬信號為同步正弦波的 PCM編碼數(shù)據(jù)觀察：(1) 用專用鉚孔導(dǎo)線將 P04 34P01, 34P02、34P03相連。(2) 撥碼器4SW0戲置“ 01000”，則PCM勺編碼時鐘為64KHZ(3) 雙蹤示波器探頭分別接在測量點 34TP01和

7、34P02,觀察抽樣脈沖及PCM 編碼數(shù)據(jù)。調(diào)節(jié)W04電位器，改變同步正弦波幅度，并仔細觀察PCMS碼數(shù)據(jù)的 變化。特別注意觀察，當(dāng)無信號輸入時，或信號幅度為 0時，PCMS碼器編碼為 11010101或為01010101，并不是一般教材所講授的編全 0碼。因為無信號輸入 時，或信號幅度為0經(jīng)常出現(xiàn)，編全0碼容易使系統(tǒng)失步。此時時鐘為64KHZ 一幀中只能容納1路信號。注意：(4)雙蹤示波器探頭分別接在34P01和34P04,觀察譯碼后的信號與輸 入模擬信號是否一致。5. 時鐘為128KHZ模擬信號為同步正弦波的 PCk編碼數(shù)據(jù)觀察：上述信號連接不變，將撥碼器4SW0戲置“01001”，則PC

8、M勺編碼時鐘為128KHZ 雙蹤示波器探頭分別接在測量點 34TP01和34P02,觀察抽樣脈沖及PCM編碼數(shù) 據(jù)。調(diào)節(jié)W04電位器，改變同步正弦波幅度，并仔細觀察 PCM編碼數(shù)據(jù)的變化。注意，此時時鐘為128KHZ 幀中能容納2路信號。本PCM&碼僅一路信號，故僅占用一幀中的一半時隙。用示波器觀察34P01和34P04兩點波形，比較譯碼 后的信號與輸入信號是否一致。6 模擬信號為非同步正弦波的 PCM編碼數(shù)據(jù)觀察：改用非同步函數(shù)信號輸入，分別改變輸入模擬信號的幅度和頻率，重復(fù)上列67步驟，觀察非同步正弦波及PCM編碼數(shù)據(jù)波形。注意，頻率范圍不能超過4KHZ 此處由于非同步正弦波頻率與

9、抽樣、編碼時鐘不同步，需仔細調(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。7 語音信號PCk編碼、譯碼試聽：將撥碼器 4SW0戲置為“ 01111”，此時PCM 編碼時鐘為64KHZ接收濾波器截止頻率為2.65KH乙用專用導(dǎo)線將P05（用戶電話A語音信號發(fā)送輸出）與34P01 （模擬信號的輸入） 連接；34P04 （譯碼輸出的模擬信號）與 P08 （用戶電話B語音信號接收輸入） 或與P4連接，34P02 （編碼輸出）與34P03 （譯碼輸入）相連。對著用戶電話 A 話筒講話，在用戶電話B耳機或揚聲器中試聽，直觀感受 PCM編碼譯碼的效果。8 關(guān)機拆線：實驗結(jié)束，關(guān)閉電源，拆除

10、信號連線，并按要求放置好實驗?zāi)K。五、【安全注意事項】1、在插入實驗?zāi)K時應(yīng)該先關(guān)閉系統(tǒng)電源；2、打開系統(tǒng)電源開關(guān)后，若電源指示燈顯示不正常，應(yīng)該立即關(guān)閉電源，查找 異常原因。六、【實驗內(nèi)容與數(shù)據(jù)記錄】1、時鐘為64kHz:雙蹤示波器探頭接34TP01和34TP02觀察抽樣脈沖及PCk編碼數(shù)據(jù)同步正弦波及PCM編碼數(shù)據(jù)觀察：無信號輸入，或信號幅度為0時，PCk編碼器編碼平均值1 33 -加1 30.建融UTCH1 EME /占空軍 r is. i. 2斗號曲訂上升時同1 913,5n»HATH CHI 2U顓率Il：（k«0kHz£23-Hav' 15 7

11、s« #TOt f"L |3涼那屈Wn = n E33 :刪卩:上斗-尿靳方B25us "CH2 e 汕雙蹤示波器探頭接34P01和34P04,觀察譯碼后信號與輸入模擬信號是否一致2.時鐘為128kHz雙蹤示波器探頭接34TP01和34TP02,觀察抽樣脈沖及PCM®碼數(shù)據(jù)同步正弦波及PCM編碼數(shù)據(jù)觀察：無信號輸入，或信號幅度為0時，PCM®碼器編碼占空率上升時閆1: ?i： 93. 非同步正弦波及PCM編碼數(shù)據(jù)觀察（時鐘為64KHZ :無信號輸入，或信號幅度為0時，PCk編碼器編碼raw*00011 呂平知值I-?1：I峰-峰值25/12U溥

12、?率2-4U7kHz占空率1：2； 66.5307=33 STOP n 船網(wǎng)耐<20HzJ CHI EDGECH浹4. 非同步正弦波及PCM編碼數(shù)據(jù)觀察（時鐘為128KHZ :無信號輸入，或信號幅度為0時，PCk編碼器編碼TCHi EDGE Z占空率i； ?2応州工023-Nqm1 15?：34 STOPI JL |JIJ-WUslJ：-28k00us-x ad -一亠亠I "= IR 3usCHS 2U怖率i " ?2：62.51kHz上升時間L： ?5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個編碼數(shù)據(jù)）；設(shè)計表格，峰

13、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。碼數(shù)據(jù) 峰峰值12340110100010101111011011110010101100.5100100100110010011100100000100001.0100000001001011100000000000101101.5100110010011010100011001101101012.0101100001000011100110000000011102.5101111101000001000111110000000103.0001001010000111010100101100011103.500110101101

14、0011010110101001001104.0101101100010001000110110101000104.5001011000011000010101100101100005.0101011101011001000101110001100115.5101010101011111000101010001111106.0101010101011100100101010001110016.5101010101011100000101010001110007.0101010101010010100101010001001017.5101001000010101000100100101010108.0001001101010101010100110001010108.5101001100010101000100110101010109.0101000000010101000100110101010109.50010101000100110101010101010001010.010101101P001010100010001010101010、譯碼數(shù)據(jù) 峰峰值123400.51.01.52.02.53.03.54.04.55