脈沖編碼調(diào)制(PCM)課程設(shè)計(jì)

1、脈沖編碼調(diào)制（PCM）原理PCM是實(shí)現(xiàn)語音信號(hào)數(shù)字化的一種方法一語音信號(hào)的數(shù)字化語音信號(hào)是連續(xù)變化的模擬信號(hào)，實(shí)現(xiàn)語音信號(hào)的數(shù)字化必須經(jīng)過抽樣、量化和編碼三個(gè)過程。1抽樣把連續(xù)信號(hào)變?yōu)闀r(shí)間軸上離散的信號(hào)的過程稱為抽樣抽樣必須遵循奈奎斯特抽樣定理，離散信號(hào)才可以完全代替連續(xù)信號(hào)。低通連續(xù)信號(hào)抽樣定理內(nèi)容:一個(gè)頻帶限制在赫內(nèi)的時(shí)間連續(xù)信號(hào)橫若以的間隔對它進(jìn)行等間隔抽樣，則咖將被所得到的抽樣值完全確定。語音信號(hào)經(jīng)過抽樣變成一種脈沖幅度調(diào)制（PAM）信號(hào)。2量化從數(shù)學(xué)上來看，量化就是把一個(gè)連續(xù)幅度值的無限數(shù)集合映射成一個(gè)離散幅度值的有限數(shù)集合。如圖所示，量化器輸出個(gè)量化值y，k=，12，3，L。y常稱

2、為重建電平或量化電平。當(dāng)量化器輸入信號(hào)幅度x落在x與x【之間時(shí)，量化器輸出電平為y。這個(gè)量化過程可以表達(dá)為：yq（x）Q:Xxy,k1,2,3；,L這里x稱為分層電平或判決閾值。通常xkx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：由于均勻量化存在量化器y量化值X模擬入圖1模擬信號(hào)的量化的主要缺點(diǎn)是：無論抽樣值大小如何，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，對于弱信號(hào)時(shí)的量化信噪比就難以達(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

3、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)間來確定量化間隔的。對于信號(hào)取值小的區(qū)間，其量化間隔.也??；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，非均勻量化的實(shí)際方法通常是將抽樣值通過壓縮再進(jìn)行均勻量化。通常使用的壓縮器中，大多采用對數(shù)式壓縮。廣泛采用的兩種對數(shù)壓縮律是壓縮律和壓縮律。美國采用壓縮律，我國和

4、歐洲各國均采用壓縮律，因此，編碼方式采用的也是壓縮律。所謂壓縮律也就是壓縮器具有如下特性的壓縮律：Ax1y,0X1lnAA1lnAx1y,X11lnAAVoA00ViVi(b)aV=0A=j圖2A律與律的壓縮特性1412164圖313折線律壓擴(kuò)特性是連續(xù)曲線，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，往往都采用近似于律函數(shù)規(guī)律的折線（7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)中所用到的編碼正是采用這種壓擴(kuò)特性來進(jìn)行編碼的。圖示出了這種壓擴(kuò)特性。表列出了折線時(shí)的x值與計(jì)算x值的比較。表1y0182838485868781x0

5、1111111112860.630.615.47.793.931.98按折線分段時(shí)的x01128164丄32丄161814丄21段落12345678斜率161684211214表中第二行的x值是根據(jù)A876時(shí)計(jì)算得到的，第三行的x值是折線分段時(shí)的值。可見，折線各段落的分界點(diǎn)與A876曲線十分逼近，同時(shí)x按的幕次分割有利于數(shù)字化。x把幅度連續(xù)變化的模擬量變成用有限位二進(jìn)制數(shù)字表示的數(shù)字量的過程稱為量化。量化誤差：量化后的信號(hào)和抽樣信號(hào)的差值。量化誤差在接收端表現(xiàn)為噪聲，稱為量化噪聲。量化級數(shù)越多誤差越小，相應(yīng)的二進(jìn)制碼位數(shù)越多，要求傳輸速率越高，頻帶越寬。為使量化噪聲盡可能小而所需碼位數(shù)又不太多

6、，通常采用非均勻量化的方法進(jìn)行量化。非均勻量化根據(jù)幅度的不同區(qū)間來確定量化間隔，幅度小的區(qū)間量化間隔取得小，幅度大的區(qū)間量化間隔取得大。非均勻量化的實(shí)現(xiàn)方法有兩種：一種是北美和日本采用的m律壓擴(kuò)，一種是歐洲和我國采用的A律壓擴(kuò)。在PCM-30/32通信設(shè)備中，采用A律13折線的分段方法，具體是：Y軸均勻分為8段，每段均勻分為16份，每份表示一個(gè)量化級,則Y軸一共有16X8=128個(gè)量化級。；X軸采用非均勻劃分來實(shí)現(xiàn)非均勻量化的目的，劃分規(guī)律是每次按二分之一來進(jìn)行分段。13折線示意圖如下：所謂編碼就是把量化后的信號(hào)變換成代碼，其相反的過程稱為譯碼。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

7、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、折疊級聯(lián)型、混合型。在逐次比較型編碼方式中，無論采用幾位碼，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折線的量化來加以說明。表2段落碼段落序號(hào)段落碼量化級段內(nèi)碼表3段內(nèi)碼在13折線法中，無論輸入信號(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）則表示抽樣量化值的絕對大小。具體的做法是：用第二至第四位表示

8、段落碼，它的8種可能狀態(tài)來分別代表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)來分別代表每一段落的個(gè)均勻劃分的量化級。這樣處理的結(jié)果，個(gè)段落被劃分成=個(gè)8量化級。段落碼和8個(gè)段落之間的關(guān)系如表2所示；段內(nèi)碼與個(gè)量化級之間的關(guān)系見表3。編譯碼器的實(shí)現(xiàn)可以借鑒單片編碼器集成芯片，如:等3。5單7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)將編譯碼器分為編碼器和譯碼器模塊分別實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際中廣泛使用的是兩種對數(shù)形式的壓縮特性：律和律。律用于歐洲和我國，律用于北美和日本。它們的編碼規(guī)律如下圖所示。圖5二時(shí)分復(fù)用所謂時(shí)分復(fù)用，是將某一信道按時(shí)間加以分割，各路信號(hào)的抽樣值依

9、一定的順序占用某一時(shí)間間隔（也成時(shí)隙），即多路信號(hào)利用同一信道在不同的時(shí)間進(jìn)行各自獨(dú)立的傳輸。時(shí)分復(fù)用的特點(diǎn)：復(fù)用設(shè)備內(nèi)部各通路的部件基本通用要求收、發(fā)兩端同時(shí)工作，要求有良好的同步系統(tǒng)。時(shí)分復(fù)用的目的：一個(gè)信道傳輸多路信號(hào)，即若干路信號(hào)可以采用時(shí)分復(fù)用方式以一定的結(jié)構(gòu)形式復(fù)接成一路高速率的復(fù)合數(shù)字信號(hào)群路信號(hào)。數(shù)字復(fù)接包括bit復(fù)接和碼組復(fù)接。PCM-30/32路通信設(shè)備是采用碼組復(fù)接的時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)。PCM-30/32路系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)如下圖所示個(gè)時(shí)隙的時(shí)間間隔為125/32=3.91us,每一時(shí)隙傳送8位編碼,每個(gè)碼的時(shí)間間隔為3.91us/8=488ns，每幀共傳送32X8=256位碼字。在

10、30/32路PCM系統(tǒng)中，幀結(jié)構(gòu)中第一個(gè)時(shí)隙TS0用于傳送幀同步信號(hào),TS16用于傳送話路信令,故只有30個(gè)時(shí)隙用于傳送話音信號(hào),所以只能提供30個(gè)話路。當(dāng)采用共路信令傳送方式時(shí),必須將16幀再構(gòu)成一個(gè)更大的幀,稱為復(fù)幀。復(fù)幀的重復(fù)頻率為500Hz,周期為2ms。目前數(shù)字電話都采用PCM方式。對PCM系統(tǒng)，國際上采用PDH（準(zhǔn)同步）復(fù)接技術(shù)。此技術(shù)有兩種制式，一種是北美和日本采用的24路話音信號(hào)復(fù)接成一個(gè)基群的T制,速率是1554kbit/s;一種是歐洲和我國采用的30/32路話音信號(hào)復(fù)接成一個(gè)基群的E制，速率為2048kbit/s。為了進(jìn)一步提高信道利用率，國際電聯(lián)規(guī)定四個(gè)基群復(fù)接成一個(gè)二次

11、群，四個(gè)二次群復(fù)接成一個(gè)三次群，四個(gè)三次群復(fù)接成一個(gè)四次群。PDH系列存在諸如傳輸速率、幀結(jié)構(gòu)和光纖接口等無世界性規(guī)范，逐級復(fù)用插入分支不靈活等問題，不能適應(yīng)現(xiàn)代電信網(wǎng)的發(fā)展需要。國際電聯(lián)于19881993年提出并完善了同步數(shù)字系列在SDH中，其基礎(chǔ)傳輸信號(hào)是同步傳輸模塊（STM）。STM-1的傳輸速率為155520kbit/s,STM-N的傳輸速率為NX155520kbit/s,目前N的取值為1、4、16和64。三編譯碼模塊原理本模塊的原理方框圖圖9-所2示，電原理圖如圖9-所3示（見附錄），模塊內(nèi)部使用和電壓，其中電壓由電源經(jīng)變換得到。該模塊上有以下測試點(diǎn)和輸入點(diǎn)：輸入點(diǎn)輸入點(diǎn)用來選擇兩個(gè)

12、編碼命時(shí)選擇外部信號(hào)、用來選本模塊上有三個(gè)開關(guān)的輸入信號(hào)，開關(guān)手柄處于左邊、處于右邊、時(shí)選擇模塊內(nèi)部音頻正弦信號(hào)。圖編譯碼原理方框圖基群時(shí)鐘信號(hào)位同步信號(hào)測試點(diǎn)基群第個(gè)時(shí)隙同步信號(hào)信號(hào)的抽樣信號(hào)及時(shí)隙同步信號(hào)測試點(diǎn)信號(hào)的抽樣信號(hào)及時(shí)隙同步信號(hào)測試點(diǎn)信號(hào)譯碼輸出信號(hào)測試點(diǎn)輸入到編碼器的信號(hào)測試點(diǎn)信號(hào)譯碼輸出信號(hào)測試點(diǎn)輸入到編碼器的信號(hào)測試點(diǎn)基群信號(hào)測試點(diǎn)信號(hào)編碼結(jié)果測試點(diǎn)信號(hào)編碼結(jié)果測試點(diǎn)外部音頻信號(hào)外部音頻信號(hào)、和，擇信號(hào)為時(shí)隙同步信號(hào)LL、中的某一個(gè)。圖各單元與電路板上元器件之間的對應(yīng)關(guān)系如下:晶振分頻器數(shù)器74LS193分頻器2U觸發(fā)器74LS74抽樣信號(hào)產(chǎn)生器器74LS164編譯碼器（C

13、D22）357編譯碼器（CD22）357幀同步信號(hào)產(chǎn)生器與門7408正弦信號(hào)源正弦信號(hào)源車十京片忌復(fù)接器晶振、分頻器1、分頻器構(gòu)成一個(gè)定時(shí)器，為兩個(gè):非門；：晶體:觸發(fā)器；：計(jì)80計(jì)數(shù)器:4LS；1U9:38:UB:8:單穩(wěn)；：移位寄存:編譯碼集成電路:編譯碼集成電路：位數(shù)據(jù)產(chǎn)生器；6:運(yùn)放:運(yùn)放U:：5或門：LS322及抽樣信號(hào)（時(shí)隙同步信號(hào)）產(chǎn)生器編譯碼器提供的時(shí)鐘信號(hào)和的時(shí)隙同步信號(hào)。在實(shí)際通信系統(tǒng)中，譯碼器的時(shí)鐘信號(hào)即位同步信號(hào)）及時(shí)隙同步信號(hào)（即幀同步信號(hào)）應(yīng)從接收到的數(shù)據(jù)流中提取，方法如實(shí)驗(yàn)五及實(shí)驗(yàn)六所述。此處將同步器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)及時(shí)隙同步信號(hào)直接送給譯碼器。晶由于時(shí)鐘頻率為：抽

14、樣信號(hào)頻率為H故及的碼速率都是：一幀中有個(gè)時(shí)隙，其中個(gè)時(shí)隙為編碼數(shù)據(jù)，另外個(gè)時(shí)隙都是空時(shí)隙。信號(hào)碼速率也是：一幀中的個(gè)時(shí)隙中有個(gè)是空時(shí)隙，第時(shí)隙為幀同步碼x時(shí)隙，第時(shí)隙為信號(hào)的時(shí)隙，第或第、或第一由開關(guān)控制時(shí)隙為信號(hào)的時(shí)隙。晶本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的信號(hào)類似于基群信號(hào)，但第個(gè)時(shí)隙沒有信令信號(hào)，第時(shí)隙中的信號(hào)與基群的第時(shí)隙的信號(hào)也不完全相同。由于兩個(gè)編譯碼器用同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，因而可以對它們進(jìn)行同步復(fù)接（即不需要進(jìn)行碼速調(diào)整）。又由于兩個(gè)編碼器輸出數(shù)據(jù)處于不同時(shí)隙，故可對和進(jìn)行線或。本模塊中用或門對、及幀同步信號(hào)進(jìn)行復(fù)接。在譯碼之前，不需要對進(jìn)行分接處理，譯碼器的時(shí)隙同步信號(hào)實(shí)際上起到了對信號(hào)分路的作用。二.

15、PCM編譯碼電路TP3067芯片及有關(guān)電路介紹1.編譯碼器的簡單介紹模擬信號(hào)經(jīng)過編譯碼器時(shí)，在編碼電路中，他要經(jīng)過取樣、量化、編碼。到底在什么時(shí)候取樣，在什么時(shí)序輸出碼則由-控制來決定，同樣碼被接受到譯碼電路后經(jīng)過譯碼、低通濾波、放大，最后輸出模擬信號(hào)，把這兩部分集成在一個(gè)芯片上就是一個(gè)單路編譯碼器，他只能為一個(gè)用戶服務(wù)，即在同一時(shí)刻只能為一個(gè)用戶進(jìn)行及變換。編碼器把模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)的規(guī)律一般有兩種，一種是R律十五折線變換法，他一般用在路系統(tǒng)中，另一種是律十三折線非線性交換法，它一般應(yīng)用于路系統(tǒng)中，這是一種比較常用的變換法。模擬信號(hào)經(jīng)取樣后就進(jìn)行律十三折線變換，最后變成位碼，在單路編譯器

16、中經(jīng)變換后的碼是在一個(gè)時(shí)隙中被發(fā)送出去的這個(gè)時(shí)序號(hào)是由f控制來決定的，而在其他時(shí)隙時(shí)編碼器是沒有輸出的，即對一個(gè)單路編譯碼器時(shí)來說，他在一個(gè)幀里只在一個(gè)由它自己的f控制電路決定的時(shí)隙里輸出位碼，同樣在一個(gè)幀里，它的譯碼電路也只能在一個(gè)由它自己的f控制電路決定的時(shí)序里，從外部接受位的碼。其實(shí)單路編譯碼器的發(fā)送時(shí)序和接收時(shí)序還是可由外部電路來控制的，編譯碼器的發(fā)送時(shí)序由f控制電路來控制。我們定義為S和Sr要求S和S是周期性的，并且它的周期和的周期要相同，都為125PS,這樣，每來一個(gè)S,其就輸出一個(gè)S,其就從外部輸入一個(gè)碼。和方框圖2相關(guān)介紹我們所使用的編譯碼器是把和它的框圖見上圖所示。該期間為集

17、成在一個(gè)芯片上下6圖7是.他的管腳排列圖。0管6腳7排列圖管腳介紹符號(hào)功能VPO+接收功率放大器的同向輸出。GNDA模擬的，所有信號(hào)均以該引腳為參考。VPO-接收功率放大器的倒向輸出。VPI接收功率放大器的倒向輸入。VFRO接收濾波器的模擬輸出。TOC o 1-5 h z正電源引腳，土。接收幀同步脈沖，為脈沖序列。接收幀數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)隨著前沿移入。在數(shù)據(jù)的前沿后把數(shù)據(jù)移入的位時(shí)鐘,其頻率可以從至。接收主時(shí)鐘,其頻率可以為6或2.04。8MHzC發(fā)送主時(shí)鐘，其頻率可以是，或8它允許與C異步，同步工作能實(shí)現(xiàn)最佳性能。CC數(shù)據(jù)從上移出的位時(shí)鐘，頻率從至必須與C同步。由啟動(dòng)的三態(tài)c數(shù)據(jù)輸出。發(fā)送幀同步

18、脈沖輸入，它啟動(dòng)C并使上C數(shù)據(jù)移到上。NLB模擬環(huán)回路控制輸入，在正常工作時(shí)必須置為“0”，當(dāng)拉到邏輯“1”時(shí)，發(fā)送濾波器和前置放大器輸出被斷開，改為和接收功率放大器的輸出連接。SX發(fā)送輸入放大器的模擬輸出。用來在外部調(diào)節(jié)增益。FXI-發(fā)送輸入放大器的倒向輸入。FXI+發(fā)送輸入放大器的非倒向輸入。負(fù)電源引腳，土30內(nèi)6部7結(jié)構(gòu)RC有源濾波器4開關(guān)電容帶通濾波器自動(dòng)1零邏輯（刁R早!RRC有源開關(guān)電容H11濾波器帶通濾波器定時(shí)和控制00控制邏輯比較器電壓基準(zhǔn)RCRCCCCLKMxCLKRB/CLKBxCLKRFPDN/CLKS內(nèi)部方框圖功能說明上電當(dāng)開始上電瞬間，加壓復(fù)位電路啟動(dòng)并使它處于掉電狀

19、態(tài)，所有非主要電路都失效，而、均處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。為了使器件上電，一個(gè)邏輯低電平或時(shí)鐘脈沖必須作用在引腳上，并且和脈沖必須存在。于是有兩種掉電控制模式可以利用。在第一種中引腳電位被拉高。在另一種模式中使和二者的輸入均連續(xù)保持低電平，在最后一個(gè)或脈沖之后相隔左右，器件將進(jìn)入掉電狀態(tài)，一旦第一個(gè)和脈沖出現(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)脈沖出現(xiàn)。同步工作在同步工作中，對于發(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，上必須有時(shí)鐘信號(hào)在起作用，而引腳則起了掉電控制作用。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，都用作為主時(shí)

20、鐘輸入，位時(shí)鐘也必須作用在上，對于頻率為、或的主時(shí)鐘，可用來選擇合適的內(nèi)部分頻器，在工作狀態(tài)下，本器件可自動(dòng)補(bǔ)償每幀內(nèi)的第個(gè)時(shí)鐘脈沖。當(dāng)引腳上的電平固定時(shí)，將被選為發(fā)送和接收方向兼用的位時(shí)鐘。表說明可選用的工作頻率，其值視的狀態(tài)而定。在同步模式中，位時(shí)鐘可以從變至，但必須與同步。每一個(gè)脈沖標(biāo)志著編碼周期的開始，而在的正沿上，從前一個(gè)編碼周期來的數(shù)據(jù)從已啟動(dòng)的輸出中移出。在個(gè)時(shí)鐘周期后，三態(tài)輸出恢復(fù)到高阻抗?fàn)顟B(tài)。隨著脈沖來臨，依賴（或在運(yùn)行中的）負(fù)沿上的輸入，數(shù)據(jù)被鎖定，和必須與或同步。表主時(shí)鐘頻率的選擇被選主時(shí)鐘頻率時(shí)鐘異步工作TOC o 1-5 h z在異步工作狀態(tài)中，發(fā)送和接收時(shí)鐘必須獨(dú)立

21、設(shè)置，和必須為，只要把靜態(tài)邏輯電平加到引腳上，就能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。啟動(dòng)每個(gè)編碼周期而且必須與和保持同步。啟動(dòng)每一個(gè)譯碼周期而且必須與同步。必須為時(shí)鐘信號(hào)。表中的邏輯電平對于異步模式是不成立的。和工作頻率可從變到。短幀同步工作既可以用短幀，也可以用長幀同步脈沖。在加電開始時(shí)，器件采用短幀模式，在這種模式中，和這兩個(gè)幀同步脈沖的長度均為一個(gè)位時(shí)鐘周期。在的下降沿當(dāng)為高時(shí)，的下一個(gè)上升沿可啟動(dòng)輸出符號(hào)位的三態(tài)輸出的緩沖器，緊隨其后的7個(gè)上升沿以時(shí)鐘送出剩余的7個(gè)位，而下一個(gè)下降沿則阻止輸出。在的下降沿當(dāng)為高時(shí)（在同步模式），其下一個(gè)下降沿將鎖住符號(hào)位，跟隨其后的7個(gè)下降沿鎖住剩余的7個(gè)保留位。長幀同步工

22、作為了應(yīng)用長幀模式，和這兩個(gè)幀同步脈沖的長度應(yīng)等于或大于位時(shí)鐘周期的三倍。在工作狀態(tài)中，幀同步脈沖至少要在內(nèi)保持低電位。隨著或的上升沿（無論哪一個(gè)先到）來到，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，以后到來的的個(gè)上升沿以時(shí)鐘移出剩余的位碼。隨著第個(gè)上升沿或變低（無論哪一個(gè)后發(fā)生），輸出由的下降沿來阻塞，在以后個(gè)的下降沿（），接收幀同步脈沖的上升沿將鎖住的數(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。在低噪聲和寬頻帶條件下，整個(gè)音頻通帶內(nèi)的增益可達(dá)以上。該運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)一個(gè)增益為的濾波器（由有源前置濾波器組成），后面跟隨一個(gè)時(shí)鐘頻率為的階開關(guān)電容帶通

23、濾波器。該濾波器的輸出直接驅(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的輸入過載（）。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。位碼裝入緩沖器內(nèi)，并在下一個(gè)脈沖下通過移出，整個(gè)編碼時(shí)延近似地等于加上（由于編碼時(shí)延），其和接收部件接收部件包括一個(gè)擴(kuò)展（數(shù)模轉(zhuǎn)換器），而它又驅(qū)動(dòng)一個(gè)時(shí)鐘頻率為的階開關(guān)電容低通濾波器。譯碼器是依照律（）設(shè)計(jì)的，而階低通濾波器矯正抽樣一保持電路所引起的衰減。在濾波器后跟隨一個(gè)輸出在上的階低通后置濾波器。接收部件的增益為1，但利用功率放大器可加大增益。當(dāng)出現(xiàn)時(shí)在后續(xù)的個(gè)（）的下降沿，輸入端上的數(shù)據(jù)將被時(shí)鐘控制。在譯碼器的終

24、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直接驅(qū)動(dòng)一個(gè)匹配的線路接口電路。本編譯碼器的功能比較強(qiáng)，它既可以進(jìn)行律變換，也可以進(jìn)行律變換，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一些控制來選擇。在實(shí)驗(yàn)中我們選擇它進(jìn)行律變換，以來傳送信息，信令幀為無信令幀，它的發(fā)送時(shí)序與接收時(shí)序直接受和控制。還有一點(diǎn)，編譯碼器一般都有一個(gè)降功耗控制端，時(shí)，編譯碼能正常工作，N編譯碼器處于低功耗狀態(tài)，這時(shí)編譯碼器其它功能都不起作用，我們在設(shè)計(jì)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對編譯碼器的降功耗控制，

25、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。型3數(shù)1字-程5控1調(diào)2度機(jī)編譯碼電路設(shè)計(jì)發(fā)送部分：包括可調(diào)增益放大器、抗混淆濾波器、低通濾波器、高通濾波器、壓縮轉(zhuǎn)換器。抗混淆濾波器對采樣頻率提供以上的衰減從而避免了任何片外濾波器的加入。低通濾波器是5階的、時(shí)鐘頻率為M高通濾波器是階的、時(shí)鐘頻率為。高通濾波器的輸出信號(hào)送給階梯波產(chǎn)生器采樣頻率為。階梯波產(chǎn)生器、逐次逼近寄存器（）、比較器以及符號(hào)比特提取單元等個(gè)部分共同組成一個(gè)壓縮式轉(zhuǎn)換器。輸出的并行碼經(jīng)并串轉(zhuǎn)換后成信號(hào)。參考信號(hào)源提供各種精確的基準(zhǔn)電壓，允許編碼輸入電壓最大幅度為。發(fā)幀同步信號(hào)為采樣信號(hào)。每個(gè)采樣脈沖都使編碼器進(jìn)行兩項(xiàng)工

26、作：在比特位同步信號(hào)的作用下，將采樣值進(jìn)行位編碼并存入逐次逼近寄存器；將前一采樣值的編碼結(jié)果通過輸出端輸出。在比特位同步信號(hào)以后，端處于高阻狀態(tài)。接收部分：包括擴(kuò)張轉(zhuǎn)換器和低通濾波器。低通濾波器符合標(biāo)準(zhǔn)和建議。轉(zhuǎn)換器由串并變換、寄存器組成、階梯波形成等部分構(gòu)成。在收幀同步脈沖上升沿及其之后的個(gè)位同步脈沖作用下，比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)入接收數(shù)據(jù)寄存器即寄存器）階梯波單元對比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行變換并保持變換后的信號(hào)形成階梯波信號(hào)。此信號(hào)被送到時(shí)鐘頻率為的開關(guān)電容低通濾波器，此低通濾波器對階梯波進(jìn)行平滑濾波并對孔徑失真進(jìn)行補(bǔ)嘗。在通信工程中，主要用動(dòng)態(tài)范圍和頻率特性來說明編譯碼器的性能。動(dòng)態(tài)范圍的定義是譯碼器輸出信噪比

27、大于時(shí)允許編碼器輸入信號(hào)幅度的變化范圍。編譯碼器的動(dòng)態(tài)范圍應(yīng)大于下圖編譯系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍樣板值所示的建議框架（樣板值）。當(dāng)編碼器輸入信號(hào)幅度超過其動(dòng)態(tài)范圍時(shí)，出現(xiàn)過載噪聲，故編碼輸入信號(hào)幅度過大時(shí)量化信噪比急劇下降。編譯碼系統(tǒng)不過載輸入信號(hào)的最大幅度為。由于采用對數(shù)壓擴(kuò)技術(shù)，編譯碼系統(tǒng)可以改善小信號(hào)的量化信噪比，采用律折線對信號(hào)進(jìn)行壓擴(kuò)。當(dāng)信號(hào)處于某一段落時(shí)，量化噪聲不變（因在此段落內(nèi)對信號(hào)進(jìn)行均勻量化），因此在同一段落內(nèi)量化信噪比隨信號(hào)幅度減小而下降。13折線壓擴(kuò)特性曲線將正負(fù)信號(hào)各分為8段，第1段信號(hào)最小，第8段信號(hào)最大。當(dāng)信號(hào)處于第一、二段時(shí)，量化噪聲不隨信號(hào)幅度變化，因此當(dāng)信號(hào)太小時(shí)，量化

28、信噪比會(huì)小于，這就是動(dòng)態(tài)范圍的下限。編譯碼系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的輸入信號(hào)最小幅度約為。常用的正弦信號(hào)作為輸入信號(hào)來測量編譯碼器的動(dòng)態(tài)范圍。編編譯碼系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍樣板值521語音信號(hào)的抽樣信號(hào)頻率為，為了不發(fā)生頻譜混疊，常將語音信號(hào)經(jīng)截止頻率為的低通濾波器處理后再進(jìn)行處理。語音信號(hào)的最低頻率一般為。編碼器的低通濾波器和高通濾波器決定了編譯碼系統(tǒng)的頻率特性，當(dāng)輸入信號(hào)頻率超過這兩個(gè)濾波器的頻率范圍時(shí)，譯碼輸出信號(hào)幅度迅速下降。這就是編譯碼系統(tǒng)頻率特性的含義。設(shè)計(jì)電路圖及工作原理亠干Fuoi2unEnunununu1onl6&U43onuTuo_D&VCRoMepEoMAPHeDC/KJhcmcpHemap

29、nunununu-SMCP25UAK2HUOWI1W5A40515U5K1tuomcpdZHKDPP414012WCXDcvadng0271k/42uak301J218U5K1RDA2W5K1k/4idakntmcpzhkdbDNG接收通道5161lenkicNDPxkttmxktcbXKFrdrxfPINAOMCP0l_yl-,1KOI3UAKKT44uakFHmFRYApKI6uk發(fā)送通道S.MCP5mcpPCaaaaaaaa編譯碼器的工作是由時(shí)序電路控制的。在編碼電路中，進(jìn)行取樣、量化、編碼，譯碼電路經(jīng)過譯碼低通、放大后輸出模擬信號(hào)，把這兩部分集成在一個(gè)芯片上就是一個(gè)單路編譯碼器，它只能

30、為一個(gè)用戶服務(wù)，即在同一時(shí)刻只能為一個(gè)用戶進(jìn)行及變換。如果同時(shí)有多路信號(hào)時(shí)分復(fù)用，則需要多個(gè)單路編譯碼器協(xié)同工作。單路編譯碼器變換后的位碼字是在一個(gè)時(shí)隙中被發(fā)送出去，這個(gè)時(shí)序號(hào)是由控制電路來決定的，而在其它時(shí)隙時(shí)編碼器是沒521有輸出的。同樣在一個(gè)幀里，它的譯碼電路也只能在一個(gè)由它自己的時(shí)序里，從外部接收位碼。單路編譯碼器的發(fā)送時(shí)序和接收時(shí)序可由外部電路來控制。只要向控制電路或控制電路發(fā)某種命令即可控制單路編譯碼器的發(fā)送時(shí)序和接收時(shí)序號(hào)，從而也可以達(dá)到總線交換的目的。不同的單路編譯碼器對其發(fā)送時(shí)序和接收時(shí)序的控制方式都有所不同，有些編譯碼器有二種方式，一種是編程法，即給它內(nèi)部的控制電路輸進(jìn)一個(gè)

31、控制字，分配其時(shí)隙；另一種是直接控制，這時(shí)它有兩個(gè)控制端，我們定義為和，它們是周期性的，并且它的周期和多路的幀周期相同，為1|5S這樣，每來一個(gè)S編譯碼器就輸出一個(gè)碼字，每來一個(gè)，編譯碼器就從外部輸入一個(gè)碼字。編譯碼器的功能比較強(qiáng)，它既可以進(jìn)行律變換，也可以進(jìn)行P律變換，它的數(shù)據(jù)既可以固定速率傳送，也可以可變速率傳送，它既可以傳輸信令幀也可以選擇它傳送無信令幀，并且還可以控制它處于低功耗備用狀態(tài)等，到底使用它的什么功能可由用戶通過一些控制來選擇。在本實(shí)驗(yàn)中我們選擇它進(jìn)行律變換，以4來傳送信息，信息幀為無信令幀，它的發(fā)送時(shí)序與接收時(shí)序直接受和控制。還有一點(diǎn)，編譯碼器一般都有一個(gè)降功耗控制端，時(shí)，

32、編譯碼能正常工作，時(shí)，編譯碼器處于低功耗狀態(tài)，這時(shí)編譯碼器其它功能都不起作用，我們在設(shè)計(jì)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對編譯碼器的降功耗控制。4語音處理和交換電路該電路是整個(gè)系統(tǒng)的核心，主要芯片主頻可達(dá)1，片上資源有4位，17X17乘法器,4KX16位，16KX16位A位擴(kuò)展主機(jī)接口等。4勺引腳大多數(shù)有內(nèi)部的斯密特觸發(fā)器以及上拉電阻，對于設(shè)計(jì)者來說外部電路設(shè)計(jì)相對簡單，不用作特別的處理，但是中斷源輸入必須從外部接上拉電阻。語音模塊語音模塊是本系統(tǒng)的模擬電路部分，容易受到電磁干擾，使音質(zhì)變差，在設(shè)計(jì)當(dāng)中要注意的布局布線，電阻電容的選取。該模塊實(shí)際上是語音電路，核心編解碼芯片選用，完成語音的轉(zhuǎn)換。具有完整的話音到和到話音的律壓擴(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。同步工作時(shí)，主時(shí)鐘加到端，移位時(shí)鐘加到端，主時(shí)鐘的頻率通過選擇。如果，主時(shí)鐘為或如果，主時(shí)鐘為8移位時(shí)鐘可以從到，需和主時(shí)鐘同步。在這種方式下，編解碼主時(shí)鐘和移位時(shí)鐘相同。異步工作時(shí)，和上均需時(shí)鐘，若要獲得最佳性能，兩者應(yīng)該同步。同樣，和端也要加入編碼和譯碼時(shí)鐘，分別用作編碼輸出和譯碼輸入碼流的移位時(shí)鐘，兩者均可以從到。和分別為編碼和解碼的幀同步脈沖，脈沖開始一次編碼周期，并把上次編碼的結(jié)