实验三 PCM编解码实验(新).docxVIP

实验三 PCM编解码实验实验原理抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。抽样过程是模拟信号数字化的第一步，抽样性能的优劣关系到通信设备整个系统的性能指标。利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为抽样，抽样后的信号称为脉冲调幅（PAM）信号。抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)，如果它的最高频率为fh，则可以唯一地由频率等于或大于2fh的样值序列所决定。在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息。并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原始信号。通常将语音信号通过一个3400 Hz低通滤波器（或通过一个300～3400Hz的带通滤波器），限制语音信号的最高频率为3400Hz，这样可以用频率大于或等于6800 Hz的样值序列来表示。实际上，设计实现的滤波器特性不可能是理想的，对限制最高频率为3400Hz的语音信号，通常采用8KHz抽样频率。这样可以留出一定的防卫带（1200Hz）。当抽样频率fs低于2倍语音信号的最高频率fh，就会出现频谱混迭现象，产生混迭噪声，影响恢复出的话音质量。在抽样定理实验中，采用标准的8KHz抽样频率，并用函数信号发生器产生一个信号，通过改变函数信号发生器的频率，观察抽样序列和重建信号，检验抽样定理的正确性。PAM电路模块各测试点安排如下：TP701：输入模拟信号TP702：经滤波器输出的模拟信号TP703：抽样序列TP704：恢复模拟信号PCM实验电路工作原理如下：PCM编译码器模块，由语音编译码集成电路U502（MC145540）、运放U501（TL082）、晶振U503（20.48MHz）组成。PCM编译码模块将来自用户接口模块2的模拟信号进行PCM编译码，该模块采用MC145540集成电路完成PCM编译码功能。该器件具有多种工作模式和功能，工作前通过复接解复接模块中的开关KB03将其配置成直接PCM模式，使其具有以下功能：对来自接口模块2发支路的模拟信号进行PCM编码输出；将输入的PCM码字进行译码，并将译码之后的模拟信号送入用户接口模块1。在PCM编译码模块中，发送信号经U501A运放后放大后，送入U502的2脚进行PCM编码。编码输入时钟为BCLK（256KHz），编码数据从U502的20脚输出（DT_ADPCM），FSX为编码抽样时钟（8KHz）。译码之后的模拟信号经运放U501B放大缓冲输出，送到用户1接口模块中。PCM编译码模块中的各跳线功能如下：跳线开关K501是用于选择输入信号，当K501置于正常位置时，选择来自用户2接口单元的话音信号；当K501置于测试位置时选择测试信号。测试信号从该模块的TP001模拟测试端口输入。跳线器K504是用于设置PCM译码器的输入数据选择，当K504置于右端时译码数据来自MC145540的编码模块；当K504置于左端时译码数据来复接解复接模块。在PCM模块中，各测试点的定义如下：TP501：发送模拟信号测试点TP502：PCM发送码字TP503：PCM编码器输入/输出时钟TP504：PCM编码抽样时钟TP505：PCM接收码字TP506：接收模拟信号测试点实验目的了解语音编码的工作原理，验证PCM编译码原理；熟悉PCM抽样时钟、编码数据和输入/输出时钟之间的关系；了解PCM专用大规模集成电路的工作原理和应用；熟悉语音数字化技术的主要指标及测量方法；实验仪器JH5001－4实验箱一台20MHz双踪示波器一台函数信号发生器一台音频信号传输损伤测试仪一台实验步骤（一）PAM实验自然抽样脉冲序列测量准备工作：由于PAM实验用的抽样信号由复接解复接模块提供，因此首先用10针排线连接排针插槽JK501和JKB01，以获取抽样信号；将复接解复接模块中的KB04设置在右端（自然抽样状态）；将输入信号选择开关K501设置在右端以输入测试信号。将低通滤波器选择开关K702设置在滤波位置，为便于观测，调整函数信号发生器正弦波输出频率为200～1000Hz、输出电平为2Vp-p的测试信号送入信号PCM/PAM模块的测试端口TP001和接地端TP002。PAM脉冲抽样序列观察：用示波器同时观测正弦波输入信号（TP701）和抽样脉冲序列信号（TP703），观测时以TP701做同步。调整示波器同步电平和微调调整函数信号发生器输出频率，使抽样序列与输入测试信号基本同步。测量抽样脉冲序列信号与正弦波输入信号的对应关系。PAM脉冲抽样序列重建信号观测：TP704为重建信号输出测试点。保持测试信号不变，用示波器同时观测重建信号输出测试点和正弦波输入信号，观测时以TP701输入信号做同步。平顶抽样脉冲序列测量准备工作：与自然抽样脉冲序列测量准备工作不同之处是将复接解复接模块内的抽样时钟模式开关KB04设置在左端进行平顶抽样。PAM平顶抽样序列观察：方法同