通信原理实验四

《通信原理实验四》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信原理实验四（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、电子信息工程系实验报告课程名称：现代通信原理与技术实验项目名称：增量调制（M）编译码实验 实验时间： 2012.05.24 班级：通信 092 姓名： 陈萍萍 学号： 910705221 一、实一、实 验验 目目 的的: 1. 了解语音信号的 M 编码过程； 2 验证 M 的编译码原理； 3. 粗略了解 M 编译码专用集成电路的基本工作原理、外部电路设计原则和一般使用方法。 二、实验仪器二、实验仪器 1. 音频信号发生器XDF-7A 2. 杂音计ND5 3. 失真度测试仪BS1 4. 毫伏计GB9 5. 直流稳压电源JWY-30-4 6. 双踪同步示波器SR8 7. 数字频率计8110A 三、

2、实三、实 验验 原原 理理: 1.1. 增量调制（增量调制（MM） 增量调制简称 M 或 DM，它是继 PCM 后出现的又一种模拟信号数字传输的方法，可以看成是 DPCM 的一个重要特例。 其目的在于简化语音编码方法。 M 与 PCM 虽然都是用二进制代码去表示模拟信号的编码方式。但是，在 PCM 中，代码表示样值 本身的大小，所需码位数较多，从而导致编译码设备复杂；而在 M 中，它只用一位编码表示相邻样值 的相对大小，从而反映出抽样时刻波形的变化趋势，与样值本身的大小无关。 M 与 PCM 编码方式相比具有编译码设备简单， 低比特率时的量化信噪比高，抗误码特性好等优点。 在军事和工业部门的专

3、用通信网和卫星通信中得到了广泛应用，近年来在高速超大规模集成电路中用作 A/D 转换器。 不难想到，一个语音信号，如果抽样速率很高（远大于奈奎斯特速率） ，抽样间隔很小，那么相邻样 点之间的幅度变化不会很大，相邻抽样值的相对大小（差值）同样能反映模拟信号的变化规律。 若将这 些差值编码传输， 同样可传输模拟信号所含的信息。此差值又称“增量”，其值可正可负。 这种用差值编 码进行通信的方式，就称为“增量调制” （Delta Modulation） ，缩写为 DM 或 M。 为了说明这个概念，我们来看图 8 -1。图中，m(t)代表时间连续变化的模拟信号，我们可以用一个时 间间隔为 t， 相邻幅度

4、差为+ 或- 的阶梯波形 m(t)来逼近它。只要 t 足够小，即抽样速率 fs=1/t 足 够高，且 足够小，则阶梯波 m(t)可近似代替 m(t)。其中， 为量化台阶，t=Ts 为抽样间隔。图 4-1 增量编码波形示意图 阶梯波 m(t)有两个特点：第一，在每个 t 间隔内， m(t)的幅值不变；第二，相邻间隔的幅值差不 是+（上升一个量化阶） ，就是-（下降一个量化阶） 。利用这两个特点，用“1”码和“0”码分别代表 m(t)上升或下降一个量化阶 ，则 m(t)就被一个二进制序列表征（见图 8 -1 横轴下面的序列） 。于是，该成 绩：指导教师（签名）：序列也相当表征了模拟信号 m(t)，

5、实现了模/数转换。除了用阶梯波 m(t)近似 m(t)外，还可用另一种形式 图中虚线所示的斜变波 m1(t)来近似 m(t)。斜变波 m1(t)也只有两种变化：按斜率 /t 上升一个量阶和 按斜率-/t 下降一个量阶。用“1”码表示正斜率，用“0”码表示负斜率，同样可以获得二进制序列。 由于斜变波 m1(t)在电路上更容易实现，实际中常采用它来近似 m(t)。 与编码相对应，译码也有两种形式。一种是收到“1”码上升一个量阶（跳变） ，收到“0”码下降一 个量阶（跳变） ，这样把二进制代码经过译码后变为 m(t)这样的阶梯波。另一种是收到“1”码后产生一 个正斜率电压，在 t 时间内上升一个量阶

6、 ，收到“0”码后产生一个负斜率电压，在 t 时间内下降一 个量阶 ，这样把二进制代码经过译码后变为如 m1(t)这样的斜变波。考虑到电路上实现的简易程度，一 般都采用后一种方法。 2.2.单片单片 MM 编码系统组成编码系统组成 随着中、大规模集成电路技术的进步，各种通信专用集成电路迅速发展。M 编译码器、开关电容 滤波器以及用户接口电路的集成化，为全集成化 M 数字电话终端设备提供了物质条件。目前，由三块 中规模集成电路加少量外接元件设计的新型集成化 M 数字电话终端机已投入批量生产。图 4-2 就是这 种设备的一个话路方框图。 与通用的分立元件及小规模集成电路的编译码器相比，集成化系统在

7、缩小体积、降低功耗方面有明 显的效益，对减少量化噪声、增大动态范围等指标起到了良好的作用。 本实验用单片 MC3518M 编译码器和单片 CD2912 开关电容滤波器组成一个 M 编译码实验系统。 其功能只涉及图 4-2 中虚线以右的部分。 单片 M 编译码系统组成的方框图如图 4-3 所示，它是由定时部分、M 编译码器及收、发开关电 容滤波器组成的。图 4-2 集成化 M 数字电话框图图 4-3 M 编译码系统框图 四、实验步骤与实验结果：四、实验步骤与实验结果： 1.1. 时钟部分时钟部分 主振频率为 4096kHz，经分频后得到 2048Hz 的定时，再经分频分相后得到 8 路 32kH

8、z 的定时。用示 波器在 TP1TP1 点观察主振波形，在 TP2TP2 和 TP3TP3 观察 2048kHz 至 32kHz 的波形，并记录其波形参数。 TP1、TP2、TP3 波形图如下：图像一 TP1(4096kHz) 图像二 TP1(2048kHz) 图像三 TP1(32kHz) 2.2. 发送滤波器发送滤波器 在 TP5TP5 输入频率为 1kHz、幅度为 2VP-P的音频信号。用双踪示波器在 TP5TP5 观察输入信号，在 TP6TP6 观 察输出信号，记下它们的幅度和波形。 TP6 波形图如下：图像四 3.3. MM 编码器编码器 在 TP6TP6 观察经发送滤波器限带后输入编

9、码器的音频信号，在 TP7TP7 观察本地译码信号。在 TP8TP8 观察编 码器输出的数字信号（幅度约为 10VP-P） 。以音频信号作为同步信号，观察信码的变化规律。对应正弦波 过零处应有连“0”或连“1”码型出现；对应正弦波的波峰和波谷处应有“0” 、 “1”交替码型出现。 TP7、TP8 波形图如下：图像五 TP7 图像六 TP8（方波） 、TP5(正弦波) 4.4. MM 译码器译码器 用短线连接 TP8TP8 TP9TP9，即将编码信号送入译码器。在 TP9TP9 观察输入译码器的编码信号，在 TP10TP10 观 察译码器输出的模拟信号，画出波形。 TP9、TP10 波形图如下：图像七 TP9 图像八 TP10 5.5. 接收滤波器接收滤波器 在 TP10TP10 观察滤波器的输入信号。在 TP11TP11 观察滤波器输出的模拟信号。记下它们的波形和幅度。 TP11 波形图如下：图像九 TP11 波形幅度：712mv 五、实五、实 验验 心心 得：得： 通过此次实验，对实验操作和对波形的输出观察，了解语音信号的 M 编码过程和验证 M 的编译 码原理，M 与 PCM 编码方式相比具有编译码设备简单， 低比特率时的量化信噪比高，抗误码特性好等 优点。