實(shí)驗(yàn)六PCM編譯碼及A

1、實(shí)驗(yàn)六PCM編譯碼及A學(xué)生編號:姓名：實(shí)驗(yàn)6 PCM編解碼及A/以律轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)1,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,掌握脈碼調(diào)制解調(diào)原理2，掌握脈碼調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)動態(tài)范圍和頻率特性的定義和測量方法3.了解脈碼調(diào)制信號的頻譜特性4.熟悉W6815122，實(shí)驗(yàn)設(shè)備1，主控制和信號源模塊，模塊1和模塊3各有2個(gè)，雙道示波器有 3個(gè)，幾條3連接線，實(shí)驗(yàn)原理1，實(shí)驗(yàn)原理框圖音樂/音頻輸出接口 1信號源FS編碼幀同步編碼時(shí)鐘脈沖編碼調(diào)制 （單向/雙向）脈沖編碼調(diào)制輸出CLK1#語音終端揚(yáng)聲器音頻輸入解碼 時(shí)鐘解碼幀同步音頻接口 2PC解碼（單向/雙向）脈沖編碼調(diào)制解碼輸 入圖2-1模塊W681512芯片脈沖編碼實(shí)驗(yàn)A/ D 轉(zhuǎn)換脈

2、沖編碼調(diào)制 G.711 轉(zhuǎn)換 MUSIC/A-OUT LPF-INLPF-OUT 編碼輸入編碼輸出動力系統(tǒng)控制模塊量化輸出信號源抗混疊濾波器 FS幀同步時(shí)鐘CLK脈沖編碼調(diào)制3#源編解碼器模塊時(shí)鐘動力系統(tǒng)控 制模塊解碼G.711逆轉(zhuǎn)換D/A轉(zhuǎn)換IIR濾波器動力系統(tǒng)控制模塊解碼 輸入1#語音終端模塊和用戶接口模塊幀同步音頻輸入解碼輸出-1-學(xué)生編號:姓名：動力系統(tǒng)控制模塊編碼實(shí)驗(yàn)2-2 3A-OUTPLF-OUT編碼輸入抗混疊濾波器信號源FSCLKT1編碼幀 同步脈沖編碼調(diào)制（A-Law編碼）編碼輸出A/-In編碼時(shí)鐘1#語音終 端模塊編碼時(shí)鐘解碼時(shí)鐘編碼幀同步A/-Law編碼轉(zhuǎn)換A/ p-Ou

3、tW681512芯片PCM解碼（p-Law解碼）PCM解碼輸入解碼幀同步 主時(shí)鐘音頻接口 2音頻輸入圖2-3 A/p-Law編碼轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)4，實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1測試幅頻特性概述:本項(xiàng)目通過改變輸入信號的頻率，觀察信號經(jīng)W681512編碼 后的輸出幅頻特性，了解芯片W681512的相關(guān)性能。1，關(guān)機(jī)，連接如表所示源端口信號源：A-OUT信號源:CLK信號 源:CLK信號源:FS步長）信號源:FS步長）模塊1: TH8（脈碼調(diào)制輸出） 模塊1: TH7（脈碼調(diào)制解碼輸入）接入解碼輸入信號模塊1: TH10（解碼 幀與目的端口相同模塊1: TH5（音頻接口）模塊1: TH11（編碼時(shí)鐘）模 塊1: T

4、H18（解碼時(shí)鐘）模塊1: TH9（編碼幀與提供編碼幀同步信號相 同，提供解碼幀同步信號，提供解碼時(shí)鐘信號，提供解碼時(shí)鐘信號 連接描述，提供音頻信號，提供編碼時(shí)鐘信號2，接通電源，設(shè)置主 控制菜單，選擇主菜單-通信原理-脈碼調(diào)制-模塊1號主控制信號源塊-第一 PCM編碼和解碼模式-A律PCM編碼和解碼碼調(diào)整W1， 使信號輸出的峰峰值約為3V3。此時(shí)，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的初始狀態(tài)是:將音頻輸入信號設(shè)置為峰峰值為 3V、頻率為1KHz的正弦波；脈碼調(diào)制和解碼時(shí)鐘CLK是64千赫方 波；編碼和解碼的幀同步信號FS是8千赫-2-學(xué)生編號:姓名：實(shí)驗(yàn)操作及波形觀察將模擬信號源的輸出波形調(diào)整為輸出頻率為50Hz的正

5、弦波，用 示波器觀察輸出，并將輸出的峰峰值設(shè)置為3V將信號源的頻率從50Hz提高到4000Hz，將模塊1的音頻輸出2 與示波器相連，并觀察信號的幅頻特性注:當(dāng)頻率改變時(shí)，頻率步長可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求改變。例如，頻率步進(jìn) 在50 Hz和250 Hz之間為10Hz，超過250Hz后頻率步進(jìn)為100Hz。思考:由W681512PCM編解碼器輸出的PCM數(shù)據(jù)速率是多少？在這 個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，為什么必須為W681512提供一個(gè)64千赫的時(shí)鐘，當(dāng) 它被改變到另一個(gè)時(shí)鐘頻率時(shí)，觀察到的定時(shí)變化是什么？a:速度為2.045兆赫仔細(xì)分析了 W681512主時(shí)鐘與8千赫幀接收和發(fā)送同步時(shí)鐘之間的 相位關(guān)系a:主時(shí)鐘和8K

6、Hz幀同步時(shí)鐘的周期為125us，第n幀同步信號與主時(shí)鐘具有相同的相位，第n+1與主時(shí)鐘相反實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目二脈碼調(diào)制規(guī)則驗(yàn)證概述:本項(xiàng)目通過改變輸入信號幅度或編碼時(shí)鐘，對比觀察A律脈碼調(diào)制 編碼和解碼碼與律-3-學(xué)生編號:姓名：脈碼調(diào)制編碼和解碼輸入輸出波形，了解脈碼調(diào)制規(guī)則1，關(guān)機(jī)，連接如表所示源端口信號源:A-OUT模塊3: th6 （LPF輸出） 信號源:CLK信號源:FS步進(jìn)）模塊3: th14（編碼-編碼輸出）信號源:CLK 信號源:FS步進(jìn)）2。打開電源，設(shè)置主控制菜單，并選擇主菜單-通 信原理-脈碼調(diào)制-模塊3主控制信號源塊-a-勞編碼觀測實(shí)驗(yàn)調(diào)整W1，使信號輸出的峰峰值約為3V3。此

7、時(shí)，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的初始狀態(tài)是:將音頻輸入信號設(shè)置為峰峰值為 3V、頻率為1KHz的正弦波；脈碼調(diào)制和解碼時(shí)鐘CLK為64千赫;； 編碼和解碼的幀同步信號FS是8千赫實(shí)驗(yàn)操作和波形觀察使用FS作為觸發(fā)器來觀察編碼輸入波形示波器的DIV（掃描時(shí)間） 文件被調(diào)整到100微秒。將正弦波的最大振幅調(diào)整到示波器的中間， 并記錄波形。目的端口模塊3: th5 （LPF輸入）模塊3: th13（編碼-編碼輸入）模塊3: th9（編碼-時(shí)鐘）號碼模塊3: th10（編碼-幀和提供編碼-幀同步信號）連接 指令信號被發(fā)送到預(yù)濾波器以提供音頻信號和提供編碼時(shí)鐘信號模塊3: th19(解碼-輸入)訪問解碼輸入信號模塊3:

8、th15(解碼-時(shí)鐘)號碼模塊3: th16(解碼-幀和提供解碼時(shí)鐘信號的解碼-幀同步信號在保持示波器設(shè)置不變的情況下，用FS作為觸發(fā)器觀察PCM量化輸出并記錄波形-4-學(xué)生編號:姓名：和FS為觸發(fā)器，觀察并記錄脈碼調(diào)制的A律碼輸出波形，并填 寫下表在整個(gè)過程中，保持示波器設(shè)置不變。設(shè)置模塊3為的勞編碼觀察實(shí)驗(yàn)，并重復(fù)步驟(1)(2)(3)將記錄 律編碼的相關(guān)波形A定律波形：幀同步信號:碼碼輸入輸入字母數(shù)字-5-學(xué)生編號:姓名199-6-學(xué)生編號:姓名：以定律波形：幀同步信號：系列代碼輸入成字母編號-8-學(xué)生編號:姓名：思維1:基帶信號幅度改變時(shí)，波形會改變嗎？當(dāng)時(shí)鐘信號的頻率改變時(shí)，波形會改

9、變嗎？a:信號幅度對波形影響不大，信號頻率f無明顯規(guī)律。f的變化對波形沒有影響思維2:當(dāng)編碼輸入信號的頻率大于3400赫茲或小于300赫茲時(shí)，分 析脈碼調(diào)制和解調(diào)波形A:動力系統(tǒng)控制模塊解碼信號幅度急劇下降實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目三脈碼調(diào)制時(shí)間序列觀測概述:本項(xiàng)目是從時(shí)間序列角度觀察脈碼調(diào)制輸出波形1.連接和主菜單設(shè) 置與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目2相同。2，用示波器觀察FS信號和編碼輸出信號，并記錄它們相應(yīng)的波形 思考:為什么實(shí)驗(yàn)中觀察到的脈碼調(diào)制字母數(shù)總是變化的？答:動力系統(tǒng)控制模塊是一個(gè)數(shù)字代碼它將每個(gè)通道的指令數(shù)字化，因此示波器可以看到總共個(gè)代碼正在變化。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目四脈沖編碼調(diào)制A/p律轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)概述:本項(xiàng)目是比較和觀察A

10、律脈沖編碼調(diào)制和p律脈沖編碼調(diào)制的波 形，以了解它們之間的區(qū)別和聯(lián)系1，關(guān)機(jī)，連接如表所示源端口信號源:輸出模塊33T 6（LPF輸出）信 號源:CLK信號源:FS模塊3:編碼輸出模塊3: a/p輸出:目的端口模塊 3: th5 （LPF輸入）模塊3: th13（編碼編碼輸入）模塊3:編碼時(shí)鐘模塊3: 編碼幀同步模塊3: a/ p輸入模塊1: PCM解碼輸入連接描述信號發(fā)送 至預(yù)濾波器，發(fā)送至脈沖編碼調(diào)制以提供編碼時(shí)鐘信號，提供編碼幀 同步信號，連接至編碼輸出信號。將轉(zhuǎn)換后的信號發(fā)送到解碼單元學(xué)生編號:姓名：信號源:CLK信號源:FS信號源:CLK信號源:FS模塊1:解碼時(shí)鐘模塊 1：解碼幀同

11、步模塊1：編碼時(shí)鐘模塊1：編碼幀同步提供解碼時(shí)鐘信號提 供解碼幀同步信號提供其他工作時(shí)鐘W681512芯片2的PCM編碼功 能,通電，設(shè)置主控制菜單，選擇主菜單-通信然后設(shè)置模塊1-第 一路PCM編解碼方法-川律PCM編解碼代碼，使模塊1的第一路 為律編解碼代碼調(diào)整W1主信號源，使信號輸出峰峰值約為3V此時(shí)，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的初始狀態(tài)是:將音頻輸入信號設(shè)置為峰峰值為 3V、頻率為1KHz的正弦波；脈碼調(diào)制和解碼時(shí)鐘CLK為64千赫;； 編碼和解碼的幀同步信號FS是8千赫用示波器比較觀察編碼輸出信號和A/p律轉(zhuǎn)換后的信號，觀察兩 者的差異，并進(jìn)行總結(jié)然后比較和觀察原始信號和恢復(fù)信號。設(shè)置主控制菜單，選擇

12、p到a律轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)，相應(yīng)設(shè)置模塊1到 a律解碼然后按照上述步驟觀察實(shí)驗(yàn)波形。-10-學(xué)生編號:姓名：5，實(shí)驗(yàn)報(bào)告1，實(shí)驗(yàn)電路工作原理分析及其工作過程描述信號源如圖2-1所示，通過芯片W681512經(jīng)過脈沖編碼調(diào)制和解碼 處理W681512的芯片工作主時(shí)鐘為2048千赫，可以根據(jù)芯片功能選 擇不同的編碼時(shí)鐘進(jìn)行編碼和解碼。在本實(shí)驗(yàn)的第一個(gè)項(xiàng)目中，基于 64K碼時(shí)鐘對芯片的幅頻特性進(jìn)行了測試。圖2-2描述了 PCM編碼和解碼的軟件實(shí)現(xiàn)，并顯示了中間轉(zhuǎn)換的過 程脈碼調(diào)制過程是通過抗混疊濾波來濾除音樂信號或正弦波信號（其 功能是濾除3.4千赫茲以外的頻率，以防止模數(shù)轉(zhuǎn)換過程中的混疊） 對反混頻濾波信號進(jìn)

13、行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行脈沖編碼調(diào)制。因?yàn)镚.711 協(xié)議規(guī)定，A定律的奇數(shù)位被反轉(zhuǎn)，所以定律的所有位都被反轉(zhuǎn)。 因此，脈碼調(diào)制后的數(shù)據(jù)需要通過G.711協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換和輸出脈碼調(diào) 制解碼過程是脈碼調(diào)制的逆過程，不再贅述。在A/p定律編碼和轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)中，如實(shí)驗(yàn)框圖2-3所示，當(dāng)菜單被選為a 定律到p定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，模塊3用于a定律編碼。在a-到p-定律轉(zhuǎn)換之 后，a-定律編碼被發(fā)送到模塊1進(jìn)行p-定律解碼。類似地，當(dāng)菜單被 選擇為p到a定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，模塊3被用于p到a定律編碼，并且在p 到a定律轉(zhuǎn)換之后，模塊1被發(fā)送用于a定律解碼2,根據(jù)實(shí)驗(yàn)測試記錄，繪制各測點(diǎn)的波形圖，并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象-11-學(xué)生編號:姓名

14、:5，實(shí)驗(yàn)報(bào)告1,分析實(shí)驗(yàn)電路的工作原理并描述其工作過程信號源如圖2-1所示，通過芯片W681512經(jīng)過脈沖編碼調(diào)制和解碼 處理W681512的芯片工作主時(shí)鐘為2048千赫，可以根據(jù)芯片功能選 擇不同的編碼時(shí)鐘進(jìn)行編碼和解碼。在本實(shí)驗(yàn)的第一個(gè)項(xiàng)目中，基于 64K碼時(shí)鐘對芯片的幅頻特性進(jìn)行了測試。圖2-2描述了 PCM編碼和解碼的軟件實(shí)現(xiàn)，并顯示了中間轉(zhuǎn)換的過 程脈碼調(diào)制過程是通過抗混疊濾波來濾除音樂信號或正弦波信號（其 功能是濾除3.4千赫茲以外的頻率，以防止模數(shù)轉(zhuǎn)換過程中的混疊） 對反混頻濾波信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行脈沖編碼調(diào)制。因?yàn)镚.711 協(xié)議規(guī)定，A定律的奇數(shù)位被反轉(zhuǎn)，所以定律的所有位都被反轉(zhuǎn)。 因此，脈碼調(diào)制后的數(shù)據(jù)需