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1、实验六PAM调制解调系统和PCM系统实验实验日期班 级学号姓 名实验环境Commsim通信仿真软件1实验目的（1）通过脉冲幅度调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的特点。（2）通过对电路组成、波形和所测数据的分析，加深理解这种调制方式的优缺点。（3）加深对PCM编码过程的理解。（4）熟悉PCM编、译码专用集成芯片的功能和使用方法。（5）了解PCM系统的工作过程。（6）进一步加深对PCM编码过程的理解。（7）掌握时分多路复用的工作过程。（8）了解PCM系统的工作过程。2实验内容2.1抽样定理与PAM调制解调实验2.1.1实验电路工作原理（一）电路组成脉冲幅度调制实验系统如图4-1所示，由输入电
2、路、调制电路、脉冲发生电路、解调滤 波电路、功放输出电路等五部分组成，如图4-2所示。K601图4-1脉冲振幅调制电路原理框图（二）实验电路工作原理1. 输入电路该电路由发送放大、限幅电路等组成。该电路还用于PCM（一）、PCM （二）、增量调制 编码电路中。由限幅二极管D601、D602组成双向限幅电路，防止外加输入信号幅度过大而 损坏后面调制电路中的场效应管器件。电路电原理图如4-2所示。2. PAM调制电路调制电路见图4-2中的BG601。这是一种单管调制器，采用场效应管3DJ6F，利用其阻 抗高的特点和控制灵敏的优越性，能很好的满足调制要求。取样脉冲由该管的S极加入，D 极输入音频信号
3、，由于场效应管良好的开关特性，在TP602处可以测到脉冲幅度调制信号， 该信号为双极性脉冲幅度信号，不含直流分量。3DJ6的G极为输出负载端，接有取样保持电路，由R601、C601以及R602等组成，由 开关K601来控制，在做调制实验时，K601的2端与3端相连，能观察其取样定理的波形。 在做系统实验时，将K601的1端与2端相连，即与解调滤波电路连通。3. 脉冲发生电路该部分电路详见图4-2所示，主要有两种抽样脉冲，一种由555及其它元件组成，这是 一个单谐振荡器电路，能产生极性、脉宽、频率可调的方波信号，可通过改变CA601的电容 来实现输出脉冲频率的变化，以便用来验证取样定理，另一种由
4、CPLD产生的8KHz抽样脉冲， 这两种抽样脉冲通过开关K602来选择。可在TP603处很方便地观测到脉冲频率变化情况和 输出的脉冲波形。4. PAM解调与滤波电路解调滤波电路由集成运放电路TL084组成。组成了一个二阶有源低通滤波器，其截止频 率设计在3.4KHz左右，因为该滤波器有着解调的作用，因此它的质量好坏直接影响着系统 的工作状态。该电路还用在接收通道电路中。5. 功放输出电路功放电路主要用来放大输出信号，提高解调后的音频信号输出功率。该电路选用了常见 的小功率运放LM386,配以少量的外围元件来完成。放大后的音频信号由喇叭作为负载输出。 2.1.2实验内容1. 抽样定理实验2. 脉
5、冲幅度调制(PAM)及系统实验2.1.3实验步骤1. 脉冲幅度调制实验步骤用示波器在TP601处观察，以该点信号输出幅度不失真时为好，如有削顶失真则减小外 加信号源的输出幅度或调节W108。在TPP603处观察其取样脉冲信号。改变CA601处的电容， 再用示波器观察TP602该点波形。做详细记录、绘图。2. PAM通信系统实验步骤(1) 将K602的2端和3端相连，为CPLD产生的8KHz抽样时钟脉冲，用示波器观测TP601 TP604各点波形，并做详细记录、绘图。(2) 将K602的1端和2端相连，然后改变CA601的电容，即改变抽样频率匚，使ffsr、 二二2匚、fc2fsr，在TP603
6、处用示波器观测系统输出波形，以判断和验证取样定理在系统 中的正确性，同时做详细记录和绘图，记下在系统通信状态下的奈奎斯特速率。并分析比较。(3) 在TP111处用示波器观察话音输出波形，通过喇叭听话音，感性判断该系统对话音信 号的传输质量。3. 脉冲幅度调制实验注意事项(1) CA601上插电容，可改变抽样时钟。电容在5600pf0.1|f 之间。(2) 验证取样定理时，有时会产生不同步现象，在示波器中观察不到稳定的信号。此时可 适当调整外加信号频率，使之同步，有时需要反复耐心地调整才能观察到。特别当观察fc 2fsr时，注意判断区别临界状态时的波形及频率，并记下奈氏(Nyquist)速率。
7、TP601:TP602:TP603:TP604:2.2脉冲编码调制PCM2.2.1实验电路工作原理（一）PCM基本工作原理脉冲调制就是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字 信号后在信道中传输。脉码调制就是对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化、编码的过程。所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信 号。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟 信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。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
8、 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后，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有固定电平的量化值。然而，实际上量 化是在编码过程中同时完成的，故编码过程也称为模/数变换，可记作A/D。由此可见，脉冲编码调制方式就是一种传递模拟信号的数字通信方式。PCM的原理如图6-1所示。话音信号先经防混叠低通滤波器，进行脉冲抽样，变成8KHz 重复频率的抽样信号（即离散的脉冲调幅PAM信号），然后将幅度连续的PAM信号用“四舍 五入”办法量化为有限个幅度取值的信号，再经编码，转换成二进制码。对于电话，CCITT 规定抽样率为8KHz，每
9、抽样值编8位码，即共有28=256个量化值，因而每话路PCM编码后 的标准数码率是64kb/s。为解决均匀量化时小信号量化误差大、音质差的问题，在实际中 采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法，即量化特性在小信号时分层密、量化间隔小， 而在大信号时分层疏、量化间隔大，如图62所示。在实际中广泛使用的是两种对数形式的压缩特性：A律和口律。A律PCM用于欧洲和我国，口律用于北美和日本。它们的编码规律如图6-3所示。图中 给出了信号抽样编码字与输入电压的关系，其中编码方式（1）为符号/幅度数据格式，Bit7 表图5-1 PCM的原理框图11111111100000001111111110101010
10、111100001000111111110000101001011110000010011111111000001011010111010000ITFI10101111 131111RCM1000010111000000图5编11码方（式i100101011011000011001111101100001110010110100000111011111010000011110101100100001101111110010000110001011000000001111111100000001101010100000000011011110001000001000101000100000101
11、11110010000001110101001000000100111100110000011001010011000000111111010000000001010101000000001011110101000000000101010100000001111101100000001101010110000000001111011100000010010101110000-2.115V-1.207V0V+1.207V00000000+2.11501111111-2.5V-1.25V0V+1.25V00101010+2.5V（1）符号：幅度码（3）y律编码 （1）符号：幅度码（2）A律编码B1
12、1 7-0MSB LSBB11 7-0MSB LSB输入信号电压输入信号电压示符号位，Bit60表示幅度大小；（2）为A律压缩数据格式，它是（1）的ADI （偶位反 相）码；（3）为口律压缩数据格式，它是由（1）的Bit60反相而得到，通常为避免00000000 码出现，将其变成零抑制码00000010。对压缩器而言，其输入输出归一化特性表示式为：A律:v1 + In1 AV = 01 + ln( AV)1 + ln A(0 V1 A)A 1 j 1)(1 % 1)u律：1 +ln(1 + 四V )V =1 0ln(1 +p)(二)PCM编译码电路TP3067芯片介绍1. 编译码器的简单介绍模拟
