脉冲编码调制解调实验报告

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划脉冲编码调制解调实验报告脉冲编码调制与解调实验报告姓名：李邦海学号：CME10019日期：XX年12月21日一、实验目的1掌握脉冲编码调制与解调的原理。2掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。3了解脉冲编码调制信号的频谱特性。4了解大规模集成电路TP3067的使用方法。二、实验内容1观察脉冲编码调制与解调的结果，观察调制信号与基带信号之间的关系。2改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。3改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信

2、号幅度的变化情况。4观察脉冲编码调制信号的频谱。三、实验器材1.2.3.4.5.6.7.信号源模块模拟信号数字化模块终端模块频谱分析模块20M双踪示波器一台音频信号发生器一台连接线若干四、实验过程与实验数据、波形1.按照实验指导书要求连接各个模块2.实验指导书中实验步骤4，输出点“PCMB-OUT”的波形；3.实验指导书中实验步骤5，输出点“OUT”的波形，该点的频谱图；4.实验指导书中实验步骤6，输出点“OUT”、“PCMB-OUT”上，观察满载和过载时的脉冲幅度调制和解调波形；5.实验指导书中实验步骤7，观察点“OUT”、“PCMB-OUT”的波形五、实验数据分析波形是否正确？若有错误，分

3、析错误产生原因。正确。六、实验小结本次实验重要的是对理论知识的掌握和了解，然后通过实验进一步加深体会。因为有了之前几次实验中失败的经验，本次实验就显得较为顺利，对示波器以及数字示波器的使用也较为熟练，实验箱各模块的调节和应用也进一步熟悉，实验也较为成功。实验波形图如下：课程名称：实验项目：实验地点：专业班级：学生姓名：指导教师：本科实验报告通信原理脉冲编码调制与解调实验学号：XX年6月16日一、实验目的和要求：1.掌握脉冲编码调制与解调的原理。2.掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。3.了解脉冲编码调制信号的频谱特性。二、实验内容：1.观察脉冲编码调制与解调的结果，

4、观察调制信号与基带信号之间的关系。2.改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。3.改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。4.观察脉冲编码调制信号的频谱。三、主要仪器设备：信号源模块、PAM、AM模块、终端模块、频谱分析模块四、实验原理：模拟信号进行抽样后，其抽样值还是随信号幅度连续变化的，当这些连续变化的抽样值通过有噪声的信道传输时，接收端就不能对所发送的抽样准确地估值。如果发送端用预先规定的有限个电平来表示抽样值，且电平间隔比干扰噪声大，则接收端将有可能对所发送的抽样准确地估值，从而有可能消除随机噪声的影响。脉冲编码调制简称为脉码调制，它是一

5、种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。脉码调制的过程如图4-1所示。PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号；量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。国际标准化的PCM码组是八位码组代表一个抽样值。编码后的PCM码组，经数字信道传输，在接收端，用二进制码组重建模拟信号，在解调过程中，一般采用抽样保持电路。预滤波是为了把原始语音信号的频带限制在3003400Hz左右，所以预滤波会引入一定的频带失真。图4-1PCM调制原理框图在整个PCM系统中，重建信号的失

6、真主要来源于量化以及信道传输误码，通常，用信号与量化噪声的功率比，即信噪比S/N来表示，国际电报电话咨询委员会详细规定了它的指标，还规定比特率为64kb/s，使用A律或?律编码律。下面将详细介绍PCM编码的整个过程，由于抽样原理已在前面实验中详细讨论过，故在此只讲述量化及编码的原理。1.量化从数学上来看，量化就是把一个连续幅度值的无限数集合映射成一个离散幅度值的有限数集合。如图4-2所示，量化器Q输出L个量化值yk，k=1，2，3，?，L。yk常称为重建电平或量化电平。当量化器输入信号幅度x落在xk与xk?1之间时，量化器输出电平为yk。这个量化过程可以表达为：y?Q(x)?Q?xk?x?xk

7、?1?yk,k?1,2,3,?,L称为量化间隔。这里xk称为分层电平或判决阈值。通常?k?xk?1?xk图4-2模拟信号的量化模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化，我们先讨论均匀量化。把输入模拟信号的取值域按等距离分割的量化称为均匀量化。在均匀量化中，每个量化区间的量化电平均取在各区间的中点，如图4-3所示。其量化间隔?v取决于输入信号的变化范围和量化电平数。当输入信号的变化范围和量化电平数确定后，量化间隔也被确定。例如，输入信号的最小值和最大值分用a和b表示，量化电平数为M，那么，均匀量化的量化间隔为：?v?b?aM图4-3均匀量化过程示意图量化器输出mq?qi,mq为：当mi?1?m?m

8、i式中mi为第i个量化区间的终点，可写成mi?a?i?vqi为第i个量化区间的量化电平，可表示为上述均匀量化的主要缺点是，无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值都固定不变。因此，当信号m(t)较小时，则信号量化噪声功率比也就很小，这样，对于弱信号时的量化信噪比就难以达到给定的要求。通常，把满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为动态范围，可见，均匀量化时的信号动态范围将受到较大的限制。为了克服这个qi?mi?mi?1,2i?1、2、?、M脉冲编码调制与解调实验一、实验目的1、掌握脉冲编码调制与解调的原理。2、掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。3、了解大规模集成电路T

9、P3067的功能与使用方法。二、实验内容1、观察脉冲编码调制与解调的结果，分析调制信号与基带信号之间的关系。2、改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。3、改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。三、实验仪器1、信号源模块2、模拟信号数字化模块3、20M双踪示波器一台四、实验原理1、PCM工作原理所谓脉冲编码调制，就是将模拟信号抽样量化，然后使已量化值变换成代码。脉码系统原理框图如图8-1所示。抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号；量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散、幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号

10、编码形成一个二进制码组输出。国际标准化的PCM码组是用八位码组代表一个抽样值。编码后的PCM码组，经数字信道传输，在接收端，用二进制码组重建模拟信号，在解调过程中，一般采用抽样保持电路。预滤波是为了把原始语音信号的频带限制在3003400Hz左右，所以预滤波会引入一定的频带失真。在整个PCM系统中，重建信号的失真主要来源于量化以及信道传输误码。通常，用信号与量化噪声的功率比，即信噪比S/N来表示。国际电报电话咨询委员会详细规定了它的指标，还规定比特率为64kb/s，使用A律或?律编码律。下面将详细介绍PCM编码的整个过程，由于抽样原理已在前面实验中详细讨论过，故在此只讲述量化及编码的原理。图8

11、-1PCM系统原理框图量化模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化，我们先讨论均匀量化。把输入模拟信号的取值域按等距离分割的量化称为均匀量化。在均匀量化中，每个量化区间的量化电平均取在各区间的中点，如图8-2所示。图8-2均匀量化过程示意图其量化间隔?v取决于输入信号的变化范围和量化电平数。当输入信号的变化范围和量化电平数确定后，量化间隔也被确定。例如，输入信号的最小值和最大值分用a和b表示，量化电平数为M，那么，均匀量化的量化间隔为：?v?b?aM量化器输出mq为：mq?qi,当mi?1?m?mi式中mi为第i个量化区间的终点，可写成mi?a?i?vqi为第i个量化区间的量化电平，可表示为qi

12、?mi?mi?12、?M，i?1、2上述均匀量化的主要缺点是，无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值都固定不变。因此，当信号m(t)较小时，则信号量化噪声功率比也就很小，这样，对于弱信号时的量化信噪比就难以达到给定的要求。通常，把满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为动态范围，可见，均匀量化时的信号动态范围将受到较大的限制。为了克服这个缺点，实际中，往往采用非均匀量化。非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号取值小的区间，其量化间隔?v也小；反之，量化间隔就大。它与均匀量化相比，有两个突出的优点。首先，当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度时，非均匀量化器的输出端可以得到较

13、高的平均信号量化噪声功率比；其次，非均匀量化时，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪比。实际中，非均匀量化的实际方法通常是将抽样值通过压缩再进行均匀量化。通常使用的压缩器中，大多采用对数式压缩。广泛采用的两种对数压缩律是?压缩律和A压缩律。美国采用?压缩律，我国和欧洲各国均采用A压缩律，因此，本实验模块采用的PCM编码方式也是A压缩律。所谓A压缩律也就是压缩器具有如下特性的压缩律：Ax1,0?X?1?lnAA1?lnAx1y?,?X?11?lnAAy?A律压扩特性是连续曲线，A值不同压扩特性亦不同，在电路上实现这样的函数规律是相当复杂的。实际中，往往都采用近似于A律函数规律的13折线的压扩特性。这样，它基本上保持了连续压扩特性曲线的优点，又便于用数字电路实现，本实验模块中所用到的PCM编码芯片TP3067正是采用这种压扩特性来进行编码的。图8-3示出了这种压扩特性。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。