PCM編譯碼的試驗報告

1、PCM譯碼的實驗報告實驗原理及基本內(nèi)容.點到點PC夠路電話通信原理脈沖編碼調(diào)制技術(shù)與增量調(diào)制技術(shù)已經(jīng)在數(shù)字通信系統(tǒng)中得到廣泛應用。當信道噪聲較小時一般用 PCM否則一般用 M目前速率 在155MBz下的準同步數(shù)字系列中，國際上存在A律和u律兩種編譯 碼標準系列，在155MBz上的同步數(shù)字系列中，將這兩個系列統(tǒng)一起 來，在同一個等級上兩個系列的碼速率相同，而 M在國際上無統(tǒng)一 標準，但它在通信環(huán)境比較惡劣時顯示了巨大的優(yōu)越性。點到點PCM路電路通彳t原理可用111表示。對于基帶通信系統(tǒng)， 廣義信道包括傳輸媒質(zhì)、收濾波器、發(fā)濾波器等。對于頻帶系統(tǒng)，廣 義信道包括傳輸媒質(zhì)、調(diào)制器、解調(diào)器、發(fā)濾波器、

2、收濾波器等。本實驗模塊可以傳輸兩路話音信號。采用 MC14550稀譯器，它包 括了圖11-1中的收、發(fā)低通濾波器及PC嘛譯碼器。編碼器輸入信 號可以是本實驗系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的正弦信號， 也可以是外部信號源的正 弦信號或電話信號。本實驗模塊中不含電話機和混合電路， 廣義信道 時理想的，即將復接器輸出的 PCM言號直接送給分接器。.PCM編譯模塊原理本模塊的原理方框圖及電路圖如圖11-2及圖11-3所示。BSPCMS群時鐘信號測試點SL02016全新精品資料-全新公文范文-全程指導寫作法家原創(chuàng)1 / 11PCM基群第0個時隙同步信號SLA信號A的抽樣信號及時隙同步信號測試點SLB信號B的抽樣信號及時隙

3、同步信號測試點SRB信號B譯碼輸出信號測試點STA輸入到編碼器A的信號測試點STB輸入到編碼器B的信號測試點PCM_OUTPCM群信號輸出點PCM_INPCM基群信號輸入點PCMAOUT信號A編碼結(jié)果輸出點PCMBOUT信號B編碼結(jié)果輸出點PCMA2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導寫作法家原創(chuàng)2 / 11IN信號A編碼結(jié)果輸入點PCMBIN信號B編碼結(jié)果輸入點本模塊上有S2這個拔碼開關，用來選擇 SLB信號為時隙同步信號SL1、SL3 SL5 SL6 中的任一個。圖11-2各單元與圖11-3中的元器件之間的對應關系如下：晶振X1 : 4.096MH瑞振分頻器 1/2U1: 74LS1

4、93;U6 :74HC4060抽樣信號產(chǎn)生器U5 : 74HC73;U2 : 74HC164PCM編譯器AU10 : PCMS譯碼集成電路 MC145503PCM編譯器BU11 : PCMS譯碼集成電路 MCL45503幀同步信號產(chǎn)生器2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導寫作法家原創(chuàng)3 / 11U3 : 8位數(shù)據(jù)產(chǎn)生器74HC151;U4 : A:與門 7408復接器U9:或門74LS32晶振、分頻器1、分頻器2及抽樣信號產(chǎn)生器構(gòu)成一個定時器，為 兩個PC既譯碼提供2.048MHZ的時鐘彳t號和8KHZ勺時隙同步信號。 在實際通信系統(tǒng)中，譯碼器的時鐘信號及時隙信號應從接收到的數(shù)據(jù) 流中

5、提取，方法如實驗五及實驗六所述。此處將同步器產(chǎn)生的時鐘信 號及時隙同步信號直接送給譯碼器。由于時鐘頻率為2.048MHZ抽樣頻率為8KHZ故PCM-A及PCM-B 的碼速率都是2.048MB, 一幀中有32個時隙，其中一個時隙為 PCM 編碼數(shù)據(jù)，另外31個時隙都是空時隙。PCM信號碼速率也是2.048MR 一幀中的32個時隙有29個是空時 隙，第0個時隙為幀同步碼時隙，第2個時隙為信號A的時隙，第1 時隙為信號B的時隙。本實驗產(chǎn)生的PCM言號類似于PCMS群信號，但第16個時隙沒有 信令信號，第0時隙中的信號與PCM群白第0時隙的信號也不完全 相同。由于兩個PCM譯碼器用同一個時鐘信號，因而

6、可以對他們進行同 步復接。又由于兩個編碼器輸出數(shù)據(jù)處于不同時隙，故可對PCM-AF口PCM-BS行線或。本本II塊中用或門 74LS32對PCM-A PCM-吸幀同步 信號進行復接。在譯碼之前，不需要對 PCM行分接處理，譯碼器的 時隙同步信號實際上起到了對信號的分路作用。2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導寫作法家原創(chuàng)4 / 11在通信工程中，主要用動態(tài)段時，量化噪聲不變，因此在同一段落 內(nèi)量化噪聲比隨信號幅度減小而下降。13折線壓擴特性曲線將正負 信號分為8段，第1段信號最小，第8段信號最大。當信號處于第一， 二段時，量化噪聲不隨信號幅度變化，因此噪聲不隨信號幅度變化， 因此信號太

7、小時，量化信噪比會小于 25db,這是動態(tài)股為300hz。 MC145503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，當輸入信號頻率超過這兩個頻率個信道上同時傳輸多個話音 信號的技術(shù)，有時也將這種技術(shù)簡稱為復用技術(shù)。復用技術(shù)有多種工 作方式，例如頻分復用、時分復用以及碼分復用等。頻分復用是將所給的信道帶寬分割成互不重疊的許多小區(qū)間，每個小區(qū)間能順利通過一路信號，在一般情況下可以通過正弦波調(diào)制的方 法實現(xiàn)頻分復用。頻分復用的多路信號在頻率上不會重疊， 但在時間 上是重疊的。時分復用是建立在抽樣定理基礎上的。抽樣定理使連續(xù)（模擬）的基 帶信號有可能被在時間上離散出現(xiàn)的抽樣脈沖值所

8、代替。這樣，當抽樣脈沖占據(jù)較短時間時，在抽樣脈沖之間就留出了時間空隙，利用這 種空隙便可以傳輸其他信號的抽樣值。 因此，這就有可能沿一條信道 同時傳送若干個基帶信號。碼分復用是一種以擴頻技術(shù)為基礎的復用技術(shù)， 在第九章中將詳細 地進行介紹。在這部分中，將在分析時分復用（TDM技術(shù)的基礎上，研究并說明 PCM寸分多路數(shù)字電話系統(tǒng)的原理和相關參數(shù)。2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導寫作法家原創(chuàng)5 / 116.3.1PAM時分復用原理為了便于分析時分復用（TDM技術(shù)的基本原理，這里假設有3路PAM 信號進行時分多路復用，其具體實現(xiàn)方法如圖 6-27所示：圖 6-273路PAMW號時分復用原

9、理方框圖從圖6-27可以看到，各路信號首先通過相應的低通濾波器，使輸 入信號變?yōu)閹扌盘?。然后再送到抽樣開關（或轉(zhuǎn)換開關），轉(zhuǎn)換開關 （電子開關）每秒將各路信號依次抽樣一次，這樣3個抽樣值按先后順 序錯開納入抽樣間隔之內(nèi)。合成的復用信號是3個抽樣消息之和，如 圖6-28所示。由各個消息構(gòu)成單一抽樣的一組脈沖叫做一幀，一幀 中相鄰兩個抽樣脈沖之間的時間間隔叫做時隙，未能被抽樣脈沖占用的時隙部分稱為防護時間。圖 6-283路時分復用合成波形多路復用信號可以直接送入信道傳輸，或者加到調(diào)制器上變換成適 于信道傳輸?shù)男问胶笤偎腿胄诺纻鬏?。在接收端，合成的時分復用信號由分路開關依次送入各路相應的重 建低通

10、濾波器，恢復出原來的連續(xù)信號。在 TDMt發(fā)送端的轉(zhuǎn)換開 關和接收端的分路開關必須同步。所以在發(fā)端和收端都設有時鐘脈沖 序列來穩(wěn)定開關時間，以保證兩個時鐘序列合拍。2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導寫作法家原創(chuàng)6 / 11根據(jù)抽樣定理可知，一個頻帶限制在個理想的低通形式，則為了防 止組合波形丟失信息，傳輸帶寬必須滿足6.3.2時分復用的PC底統(tǒng)PCM和PAM勺區(qū)別在于PCMg在PAM勺基礎上經(jīng)過量化和編碼，把 PAM的一個抽樣值量化后編為 k位二進制代碼。圖6-29表示一個 只有3路PCM復用的方框圖。圖 6-293路時分復用PCMM理方框圖圖6-29(a)表示發(fā)端原理方框圖。話音信

11、號經(jīng)過放大和低通濾波后得到、和，再經(jīng)過抽樣得到3路PAM言號、和，它們在時間上是分開的，由各路發(fā)送的定時取樣脈沖進行控制，然后將 3 路PAM言號一起加到量化和編碼器內(nèi)進行量化和編碼， 每個PAM言號 的抽樣脈沖經(jīng)量化后編為k位二進制代碼。編碼后的PCM碼經(jīng)碼型 變換，變?yōu)檫m合于信道傳輸?shù)拇a型，最后經(jīng)過信道傳到接收端。圖 6-29(b)為接收端的原理方框圖。當接收端收到信碼后，首先經(jīng)過碼型變換，然后加到譯碼器進行譯碼。譯碼后得到的是3路合在一起的2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導寫作法家原創(chuàng)7 / 11PAM言號，再經(jīng)過分離電路把各路 PAM言號區(qū)分開來，最后經(jīng)過放大 和低通濾波還原

12、為話音信號。TDMPCM的信號代碼在每一個抽周期內(nèi)有個，這里N表示復用路數(shù)，k表示每個抽樣值編碼的二進制碼元位數(shù)。因此，二進制碼元速率可 以表示為，也就是。但實際碼元速率要比大些。因為，在 PC喊據(jù)幀 當中，除了話音信號的代碼以外，還要加入同步碼元、振鈴碼元和監(jiān) 測碼元等。6.3.332路PCM勺幀結(jié)構(gòu)對于多路數(shù)字電話系統(tǒng)，國際上已建議的有兩種標準化制式，即PCM30/32路（A律壓擴特性）制式和PCM24路（區(qū)律壓擴特性）制式，并規(guī)定國際通信時，以 A律壓擴特性 為準（即以30/32路制式為準），凡是兩種制式的轉(zhuǎn)換，其設備接口均 由采用w律特性的國家負責解決。因此，我國規(guī)定采用 PCM30/

13、32路制式，具幀和復幀結(jié)構(gòu)如圖6-30所示。圖 6-30PCM30/32路幀和復幀結(jié)構(gòu)從圖6-30中可以看到，在PCM30/32路的制式中，一個復幀由16幀組成；一幀由32個時隙組成；2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導寫作法家原創(chuàng)8 / 11 一個時隙為8位碼組。時隙l15, 1731共30個時隙用來作話路， 傳送話音信號，時隙0(TS0)是“幀定位碼組”，時隙16(TS16)用于傳送各話路的標志信號碼。從時間上講，由于抽樣重復頻率為 8000Hz,因此，抽樣周期為，這也就是PCM30/32的幀周期；一復幀由16個幀組成，這樣復幀周期為2ms 一 幀內(nèi)要時分復用32路，則每路占用的時

14、隙為；每時隙包含8位碼組， 因此，每位碼元占488ns。從傳碼率上講，也就是每秒鐘能傳送 8000幀，而每幀包含32X8 =256bit ,因此，總碼率為 256比特/幀X 8000幀/秒=2048kb/s。 對于每個話路來說，每秒鐘要傳輸 8000個時隙，每個時隙為8bit , 所以可得每個話路數(shù)字化后信息傳輸速率為8X 8000= 64kb/s。從時隙比特分配上講，在話路比特中，第l比特為極性碼，第2 4比特為段落碼，第58比特為段內(nèi)碼。對于TS0和TS16時隙比特 分配將分別予以介紹。TS0時隙比特分配。為了使收發(fā)兩端嚴格同步，每幀都要傳送一組 特定標志的幀同步碼組或監(jiān)視碼組。幀同步碼組

15、為“0011011”，占用偶幀TS0的第28碼位。第l比特供國際通信用，不使用時發(fā)送“1” 碼。在奇幀中，第3位為幀失步告警用，同步時送“ 0”碼，失步時 送“1”碼。為避免奇TS0的第28碼位出現(xiàn)假同步碼組，第2位碼 規(guī)定為監(jiān)視碼，固定為“ 1”，第48位碼為國內(nèi)通信用，目前暫定 為T。2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導寫作法家原創(chuàng)9 / 11TS16時隙用于傳送各話路的標志信號碼，標志信號按復幀傳輸， 即每隔2ms傳輸一次，一個復幀有16個幀，即有16個“TS16時隙” （8位碼組）。除了 F0之外，其余FlF15用來傳送30個話路的標志 信號。如圖6-29所示，每幀8位碼組可以

16、傳送2個話路的標志信號， 每路標志信號占4個比特，以a、b、c、d表示。TS16時隙的F0為 復幀定位碼組，其中第一至第四位是復幀定位碼組本身，編碼為“0000”，第六位用于復幀失步告警指示，失步為“ l”；同步為“0”, 其余3比特為備用比特，如不用則為“ l”。需要說明的是標志信號碼 a、b、c、d不能為全“0”，否則就會和復幀定位碼組混淆了。6.3.4PCM的高次群目前我國和歐洲等國采用 PCMIC統(tǒng)，以2048kb/s傳輸30/32路話 音、同步和狀態(tài)信息作為一次群。為了能使如電視等寬帶信號通過PCMK統(tǒng)傳輸，就要求有較高的碼率。而上述的PCM基群（或稱一次群）顯然不能滿足要求，因此，

17、出現(xiàn)了 PCMH次群系統(tǒng)。在時分多路復用系統(tǒng)中，是由若干個低次群通過數(shù)字復用設備匯總而成的。對于PCM30/32路系統(tǒng)來說，其基群的速率為2048kb/s。其二次群則由4個 基群匯總而成，速率為8448kb/s,話路數(shù)為4X30= 120話路。對于 速率更高、路數(shù)更多的三次群以上的系統(tǒng)，目前在國際上尚無統(tǒng)一的 建議標準。作為一個例子，圖6-31介紹了歐洲地區(qū)采用的各個高次 群的速率和話路數(shù)。我國郵電部也對PC幅次群作了規(guī)定，基本上和2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導寫作法家原創(chuàng)10 / 11 圖6-31相似，區(qū)別只是我國只規(guī)定了一次群至四次群，沒有規(guī)定五 次群。PCM系統(tǒng)所使用的傳輸介質(zhì)和傳輸速率有關。基群 PCM勺傳輸介質(zhì) 一般采用市話對稱電纜，也可以在市郊長途電纜上傳輸。 基群P