实验五两路PCM时分复用实验.docVIP

实验二十 两路 PCM 时分复用实验 一、实验目的 1、 掌握时分复用的概念。 2、 了解时分复用的构成及工作原理。 3、 了解时分复用的优点与缺点。 4、 了解时分复用在整个通信系统中的作用。 二、实验内容 对两路模拟信号进行 PCM 编码，然后进行复用，观察复用后的信号。 三、实验器材 1、 信号源模块 一块 2、 ②号模块 一块 3、 ⑧号模块 一块 4、 20M 双踪示波器 一台 5、 连接线 若干 6、 耳麦 一副 四、实验原理 在数字通信中，PCM、ΔM、ADPCM 或者其它模拟信号的数字化，一般都采用时分复用方 式来提高信道的传输效率。所谓复用就是多路信号（语音、数据或图像信号）利用同一个信 道进行独立的传输。如利用同一根同轴电缆传输 1920 路电话，且各路电话之间的传递是相互 独立的，互不干扰。 时分复用（TDM）的主要特点是利用不同时隙来传递各路不同信号，时分复用是建立在抽 样定理基础上的，因为抽样定理是连续（模拟）的基带信号有可能在被时间上离散出现的抽 样脉冲所代替。。这样，当抽样脉冲占据较短时间时，在抽样脉冲之间就留出了时间空隙。 利用这些空隙便可以传输其他信号的抽样值，因此，就可能用一条信道同时传送若干个基带 信号,并且每一个抽样值占用的时间越短，能够传输的路数也就越多。TDM与 FDM（频分复用） 原理的差别在于：TDM 在时域上是各路信号分割开来的；但在频域上是各路信号混叠在一起的。 FDM 在频域上是各路信号分割开来的；但在时域上是混叠在一起的。 TDM 的方法有两个突出的优点： （1） 多路信号的汇合与分路都是数字电路，比 FDM的模拟滤波器分路简单、可靠。 （2） 信道的非线性会在 FDM系统中产生交调失真与高次谐波，引起路际串话，因此， 对信道的非线性失真要求很高；而 TDM 系统的非线性失真要求可降低。 然而，TDM 对信道中时钟相位抖动及接收端与发送端的时钟同步问题则提出了较高要求。 所谓同步是指接收端能正确地从数据流中识别各路序号。为此，必须在每帧内加上标志信号 （称为帧同步信号）。它可以是一组特定的码组，可以是特定宽度的脉冲。在实际通信系统中 还必须传送命令以建立通信连接，如传送电话通信中的占线、摘机与挂机信号以及振铃信号 等命令。上述所有信号都是时间分割，按某种固定方式排列起来， 称为帧结构。 采用 TDM 制的数字通信系统，在国际上已逐步建立起标准。原则上是先把一定路数电话 语音复合成一个标准数据流（称为基群），然后再把基群数据流采用同步或准同步数字复接技 术，汇合成更高速的数据信号，复接后的序列中按传输速率不同，分别成为一次群、二次群、 三次群、四次群等等。 图 20-1 两个信号的时分复用 本实验单元由 PCM 编码电路，复接器，解复接器，PCM 译码电路，话路终端电路组成。PCM 编 译码原理在脉冲编码调制实验中已作详细介绍，下面主要介绍复用原理。解复用原理和话路 终端电路。 1、 时分复用原理 我国使用的 PCM 系统，规定采用 PCM30/32 路的帧结构，如图 20-2 所示。 图 20-2 PCM 基群帧结构 抽样频率 f s为 8kHz，所以帧长度Ts=1/8 kHz=125 μ s。一帧分为 32 个时隙，其中 30 个 时隙供 30 个用户（即 30 路话）使用，即TS1～TS15 和TS17～TS31 为用户时隙。因为采用的 是 13 折线A律编码，因此所有的时隙都是采用 8 位二进制码。TS0 是帧同步时隙，TS16 是信 令时隙。帧同步码组成为*0011011，它是在偶数帧中TS0 的固定码组，接收端根据此码组建 立正确的路序，即实现帧同步。其中的第一位码元“*”供国际间通信用。奇数帧中TS0 不作 为帧同步用，供其他用途。TS16 用来传送话路信令。话路信令有两种：一种是共路信令，另 一种是随路信令。若将总比特率为 64kbps的各TS16 统一起来使用，