张权的实验.docVIP

脉冲编码(PCM)及系统实验 指导老师 陈和 电气工程学院 电子信系工程 电子071班 20074470123 张权 一、实验目的 1. 加深对PCM编码工作过程的理解； 2. 掌握PCM编、译码的时序关系； 3．熟悉PCM编、译码专用集成电路的使用方法及其要求； 4. 了解PCM系统的工作过程。 二、实验预习要求 首先预习《数字通信原理》教材中关于脉冲编码调制PCM原理的有关章节，然后再阅读本实验内容。 实验所用仪表 1. ＋5V、V三路直流稳压电源 一台 2. 双踪示波器 一台 3. 电子与通信原理实验箱 一台 四、实验电路工作原理 (一) PCM基本工作原理 脉冲调制通信就是把时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号在信道中进行传输。而脉冲编码调制就是对模拟信号先进行抽样后，再对样值的幅度进行离散化、编码的过程。 所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，从而把时间上连续的信号变成时间上离散的信号、该模拟信号经抽样后还应当包含原信号中所有的信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。它的抽样速率下限是由抽样定理来确定。在该实验中，抽样速率采用8Kbit/s. 所谓量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。一个模拟信号，经过抽样量化好，得到已量化的脉冲幅度调制信号，它仅为有限个数值。 所谓编码，就是用一组二进制码组来表示每一个固定电平的量化值。然而，实际上量化是在编码过程中同时完成的，故编码的过程也称为模/数变换。 由此可见，脉冲编码调制方式是一种传递模拟信号的数字通信方式。PCM的原理如图2-1所示。语音信号先经过低通滤波后得到与人的声音频率相近的限带信号（300-3400Hz）,进行脉冲抽样，变为8KHz重复频率的抽样信号（即离散的脉冲幅度调制PAM信号），然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入“的办法量化为有限个幅度取值的信号，再经过编码，转化为二进制码。对于电话。CCITT规定抽样速率为8KHz，每抽样值编8位码，即共有个量化值，因而每话路PCM编码后的标准数码率为64Kb/s。为了解决均匀量化时信号量化误差大、音质差的问题，在实际中一般采用不均匀量化的非线性量化方法，即量化特性在小信号时分层密、量化间隔小，在大信号时分层疏，量化间隔大。如图2-2所示。 在实际中广泛使用的是两种对数形式的压缩特性：A律和U律，其输入输出规一化特性表示为： u律： A律： 图2-1 PCM的原理框图 图2-2 A律与u律的压缩特性 （二）PCM编译码电路TP3067芯片介绍 1. 编译码器的简单介绍 模拟信号经过编译码器时，在编码电路中，它要经过取样、量化、编码，如图2-4 (a)所示。到底什么时候取样，在什么时序输出PCM码则有A-D控制来决定。同样PCM被接 图2-3 PCM编码方式 收到译码电路后经过译码、低通、放大，最后输出模拟信号到话机，把这两部分集成在一个芯片上就是一个单路编译码器，它只能为一个用户服务，即在同一个时刻只能为一个用户进行A/D及D/A变换。编码器把模拟信号变换成数字信号的规律一般有两种，一种是u律十五折线变换法，它一般用在PCM24路系统中，另一种是A律十三折线非线性变换法，它一般用于PCM30/32路系统中，这是一种比较常用的变换法。模拟信号经取样后就进行A律十三折线变换，最后变成8位PCM码，在单路编译码器中，经变换后的PCM码是在一个时隙中被发送出去，这个时序信号是由A-D控制电路来决定，而在其它时隙时编码器时没有输出的，即对一个单路编译码器来说，它在一个PCM帧里只在一个由它自己的A-D控制电路决定的时隙输出8位PCM码。同样在一个PCM帧里，它的译码电路也只能在一个由它自己的D-A控制电路决定的时序里，从外部接收8位码。其实单路译码器的发送时隙和接收时隙还是可由外部电路来控制的，同样在译码电路中D-A控制电路也受外部电路控制。这样，我们只要向A-D控制电路或D-A控制电路发某种命令即可控制单路编译码器的发送时隙和接收时隙号，从而也可以达到总线交换的目的。但各种单路编译码器对其发送时隙和接收时隙的控制方式都有所不同，像有些编译码器就有两种方式，一种是编程方法，即给它内部的控制电路输入一个控制字，令其在某某时隙干什么工作。另一种是直接控制，这时它有两个控制端，我们定义为FSx和FSr，要求FSx和FSr是周期性的，并且它的