實驗五PCM編譯碼實驗

通信原理實驗之五脈沖編碼編譯碼實驗一、實驗目的

1.通過脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)實驗，加深理解脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)技術(shù)的特點。2、了解PCM系統(tǒng)的工作過程。3、了解PCM系統(tǒng)全雙工通話工作過程。二、實驗儀器

1、信號源模塊

一塊2、終端模塊

一塊3、雙蹤示波器

一臺4、PCM編譯碼及全雙工數(shù)字基帶通信系統(tǒng)實驗模塊

一塊三、實驗原理

1、模擬信號進行抽樣后，其抽樣值還是隨信號幅度連續(xù)變化的，當這些連續(xù)變化的抽樣值通過有噪聲的信道傳輸時，接收端就不能對所發(fā)送的抽樣準確地估值。如果發(fā)送端用預先規(guī)定的有限個電平來表示抽樣值，且電平間隔比干擾噪聲大，則接收端將有可能對所發(fā)送的抽樣準確地估值，從而有可能消除隨機噪聲的影響。2、脈沖編碼調(diào)制（PCM）簡稱為脈碼調(diào)制，它是一種將模擬語音信號變換成數(shù)字信號的編碼方式。脈碼調(diào)制的過程下圖所示。3、PCM調(diào)制過程圖4、PCM主要包括抽樣、量化與編碼三個過程

①抽樣是把時間連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換成時間離散、幅度連續(xù)的抽樣

信號；②量化是把時間離散、幅度連續(xù)的抽樣信號轉(zhuǎn)換成時間離散、幅度

離散的數(shù)字信號；③編碼是將量化后的信號編碼形成一個二進制碼組輸出。國際標準

化的PCM碼組（電話語音）是用八位碼組代表一個抽樣值。④編碼后的PCM碼組，經(jīng)數(shù)字信道傳輸，在接收端，用二進制碼

組重建模擬信號，在解調(diào)過程中，一般采用抽樣保持電路。預濾

波是為了把原始語音信號的頻帶限制在300Hz～3400Hz左右，

所以預濾波會引入一定的頻帶失真。⑤在整個PCM系統(tǒng)中，重建信號的失真主要來源于量化以及信道傳

輸誤碼。通常，用信噪比S/N來表示。5、均勻量化和非均勻量化①均勻量化的主要缺點是，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，當信號較小時，則信號量化噪聲功率比也就很小，這樣，對于弱信號時的量化信噪比就難以達到給定的要求。通常，把滿足信噪比要求的輸入信號取值范圍定義為動態(tài)范圍，可見，均勻量化時的信號動態(tài)范圍將受到較大的限制。為了克服這個缺點，實際中，往往采用非均勻量化。②非均勻量化是根據(jù)信號的不同區(qū)間來確定量化間隔的。對于信號取值小的區(qū)間，其量化間隔也小；反之，量化間隔就大。它與均勻量化相比，有兩個突出的優(yōu)點。首先，當輸入量化器的信號具有非均勻分布的概率密度（實際中常常是這樣）時，非均勻量化器的輸出端可以得到較高的平均信號量化噪聲功率比；其次，非均勻量化時，量化噪聲功率的均方根值基本上與信號抽樣值成比例。因此量化噪聲對大、小信號的影響大致相同，即改善了小信號時的量化信噪比。6、編碼

①所謂編碼就是把量化后的信號變換成代碼，其相反的過程稱為譯碼。當然，這里的編碼和譯碼與差錯控制編碼和譯碼是完全不同的，前者是屬于信源編碼的范疇。②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。本實驗模塊中的編碼芯片TP3067采用的是逐次比較型。四、實驗內(nèi)容和步驟

1、不接正弦信號輸入時，測量編碼輸出點T12或T13的波形，最好與時鐘T7對比。碼子為11010101或者是01010101。因為TP3067采用的是A律并帶有偶位取反的編碼方法。碼子；110101012、將2K正弦同步信號接入P17或P18,觀察譯碼器輸出的模擬信號，先將P1(編碼器A碼出)和P16(譯碼器A碼入)連接，觀察記錄編碼器之前的模擬信號P19(2K正弦信號)與譯碼器輸出的模擬信號T8(譯碼音頻監(jiān)視)變化情況。上為：2KHz正弦波信號下為：譯碼輸出后的信號放大后為鋸齒波形3、觀察四個抽樣點一個探頭接8K時鐘信號（T7），另一個接2K的正弦信號（T26）。一個正弦波的周期有四個抽樣脈沖。4、四個抽樣點量化后的編碼探頭接8K時鐘信號（T7），另一個接編碼器輸出端（T12或T13），調(diào)整示波器的（Time/Div）按鈕。通過上下（參考圖）對比可發(fā)現(xiàn)抽樣點量化后的編碼值除了極性碼不同，但絕對值相同。碼子：00100101碼子：10100101碼子：10100111碼子：001001115、時隙脈沖寬度測量先調(diào)示波器的OFF按鈕和再調(diào)TCK/C2和FUNCTION按鈕。碼元脈沖6、觀察單路編碼信號①將2K正弦同步信號接入P17或P18，然后將信號調(diào)整到輸出幅度為固定電平，觀察T12或T13測試點的碼子，然后改變電位器VR3，改變輸入信號幅度，觀察T12或T13點碼子變化情況。②通過對比可發(fā)現(xiàn)是后面四位（段內(nèi)碼）的碼子首先開始變化，然后是繼續(xù)調(diào)節(jié)VR3可發(fā)現(xiàn)第二到第四位（段落碼）的碼子也發(fā)生變化，但第一位的碼子（極性碼）不發(fā)生變化。段內(nèi)碼發(fā)生變化7、語音通話測試

首先用導線將T12(編碼器A碼出)和T11(譯碼B碼入)連接，再用導線將T13(編碼器B碼出)和T10(譯碼器A碼入)連接。將一個耳麥的話筒、聽筒分別插入到J1(編碼A話筒)和J4(譯碼A耳機)；再將另一個耳麥的話筒、聽筒分別插入到J2(編碼B話筒)和J3(譯碼B耳機)。1、測量編碼輸出點T12或T13的波形，與時鐘T7對比CH1-T7(時鐘)CH2-T122、時隙脈沖寬度測量3、將2K正弦