《实验十三00766.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验十三00766.doc（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验十三00766文档来自网络，是本人收藏整理的，如有遗漏，差错，还请大家指正！实验十三 时分多路复用PCM实验【实验内容】1 脉冲编码调制（PCM）及系统实验2PCM编码时分多路复用时序分析实验【实验目的】1 加深对PCM编码过程的理解2 掌握时分多路复用的工作过程3 了解PCM系统的工作过程【实验环境】1 分组实验：两人一组或单人2 设备：通信实验箱，数字存储示波器【实验原理】1. PCM基本工作原理 脉冲编码调制（PCM）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冲编码调制包括三个步骤，对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化、编码的过程抽样：要使模
2、拟信号数字化并实现时分多路复用，首先要在时间上对模拟信号进行离散化处理，这一过程叫抽样所谓抽样就是每隔一定的时间间隔T，抽取话音信号的一个瞬时幅度值(抽样值)，抽样后所得出的一系列在时间上离散的抽样值称为样值序列抽样后的样值序列在时间上是离散的，可进行时分多路复用，也可将各个抽样值经过量化、编码变换成二进制数字信号量化：抽样把模拟信号变成了时间上离散的脉冲信号，但脉冲的幅度仍然是模拟的，还必须进行离散化处理，才能最终用数码来表示这就要对幅值进行舍零取整的处理，这个过程称为量化量化有均匀量化和非均匀量化采用均匀间隔量化级进行量化的方法称为均匀量化或线性量化，这种量化方式会造成大信号时信噪比有余而
3、小信号时信噪比不足的缺点如果使小信号时量化级间宽度小些 ，而大信号时量化级间宽度大些，就可以使小信号时和大信号时的信噪比趋于一致这种非均匀量化级的安排称为非均匀量化或非线性量化目前国际上普遍采用容易实现的A律13折线压扩特性和律15折线的压扩特性我国规定采用A律13折线压扩特性采用13折线压扩特性后小信号时量化信噪比的改善量可达24dB，而这是靠牺牲大信号量化信噪比(亏损12dB)换来的A律和律的压扩特性如下图所示:编码：抽样、量化后的信号还不是数字信号，需要把它转换成数字编码脉冲，这一过程称为编码最简单的编码方式是二进制编码具体说来，就是用n比特二进制码来表示已经量化了的样值，每个二进制数对
4、应一个量化值，然后把它们排列，得到由二值脉冲组成的数字信息流采用A律和律的编码方式如下图所示:PCM的原理如下图所示：2. PCM编译码电路TP3067简介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 A所示到底在什么时候被取样，在什么时序输出 PCM 码则由AD 控制来决定，同样PCM 码被接收到译码电路后经过译码、低通滤波、放大，最后输出模拟信号，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，即在同一时刻只能为 一个用户进行 AD 及 DA 变换编码器把模拟信号变换成数字信号的规律一般有二种，一种是律十五折线变换法，它一般用在 PCM24 路
5、系统中，另一种是A律十三折线非线性交换法，它一般应用于 PCM 3032 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，这个时序号是由 AD 控制电路来决定的，而在其它时隙时编码器是没有输出的，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AD 控制电路决定的时隙里输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 PCM码其实单路编译码器的发送时序和接收时序还是可由外部电路来控制的，编译码
6、器的发送时序由 AD 控制电路来控制我们定义为 FSx 和 FSr，要求 FSx 和 FSr 是周期性的，并且它的周期和 PCM 的周期要相同，都为125S，这样，每来一个FSx，其Codec就输出一个PCM码，每来一个FSr，其Codec就从外部输入一个PCM 码 图B是PCM的译码电路方框图，工作过程同图A相反 图 A 图 B实验中我们要用到的编译码器电路和各种滤波器集成在一个芯片上TP3067结构和管脚排列如下图所示引脚符号及功能:符 号 功 能VPO+ 接收功率放大器的同相输出GNDA 模拟地，所有信号均以该引脚为参考点VPO- 接收功率放大器的倒相输出VPI 接收功率放大器的倒相输入
7、VFRO 接收滤波器的模拟输出VCC 正电源引脚，VCC=+5V5%FSR 接收真同步脉冲，FSR为8kHz脉冲序列DR 接收真数据输入，PCM数据随着FSR前沿移入DRBCLKRCLKSEL 在FSR的前沿后把数据移入DR的位时钟，其频率可从64kHz 至2.48kHz.MCLKR、PDN 接收主时钟，其频率可以为1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz.MCLKX 发送主时钟，其频率可以是 1.536MHz，1.544MHz 或 2.048MHz.它允许与MCLKR 异步，同步工作能实现最佳性能 BCLKX PCM 数据从 DX 上移出的位时钟，频率从 64kHz 至 2.04
8、8MHz，必须与 MCLKX 同 步 DX 由 FSX 启动的三态PCM 数据输出 FSX 发送帧同步脉冲输入，它启动BCLKX 并使DX 上PCM 数据移到DX 上 ANLB 模拟环回路控制输入，在正常工作时必须置为逻辑0，当拉到逻辑 1 时，发送滤波器和前置放大器输出被断开，改为和接收功率放大器的 VPO+ 输出连接 GSX 发送输入放大器的模拟输出用来在外部调节增益 VFXI- 发送输入放大器的倒相输入 VFXI+ 发送输入放大器的非倒相输入 VBB 负电源引脚，VBB = -5V 5% 3. 时分多路复用原理时分多路复用通信，是各路信号在同一信道上占有不同时间间隙进行通信由抽样理论可知
9、，抽样的一个重要作用是将时间上连续的信号变成时间上离散的信号，其在信道上占用时间的有限性，为多路信号沿同一信道传输提供了条件具体说，就是把时间分成一些均匀的时间间隙，将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隙，以达到互相分开，互不干扰的目的下图C示出了TDM的概念，先对各路模拟信号抽样，并在抽样时进行复接，然后进行量化、编码、传输图C4实验电路原理图 上图是时分多路复用PCM编译码方框图，从图中可以知道，它与PCM编译码电基本相同，所不同的是它们的8KHz的帧同步的时序不同时分多路复用PCM的帧同步信号为ZM8X，即ZM81、ZM82、ZM83、ZM84中的任意一个它们之间的时间间隔是125微秒
10、的n倍可通过编程改变【实验步骤】1 跳线开关放置：K505的2-3脚，将时分多路复用PCM的编码器和译码器自环；K504的2-3脚，将脉冲编码调制PCM编码器送来的数字信号断开2 按下K500，这样就给PCM系统中送入两组信号，即：2048KH主时钟信号和8KH的收发帧同步信号3 依次选择第1、2、3、4时序的帧同步信号，观察PCM（二）编码器输出数字信号的时序及波形认真领会时分复用的概念和工作原理有条件的话可以通过编程改变8KH的分帧同步信号的参数，观察比较时分多路复用的情况4 本实验最好使用数字存储示波器，这样可以准确地观察到多路帧同步信号的时序、多路PCM编码数字信号的输出波形5 在没有
11、数字存储数字示波器的情况下，也可以用普通示波器观察波形，但要学会调节示波器并掌握观察方法测量点说明: TP507：输入信号由开关J106选择，若幅度过大，则被限波电路限幅成方波，因此信号波形幅度尽量小一些，方法是，改变外部信号源的幅度大小，或调节电位器W108 TP508：频率为8KH的收发帧同步信号 TP509：PCM编码输出数字信号，数据的速率是64KH，为8比特编码，其中第一位为语音信号编码后的符号位，后七位为语音信号编码后的电平值 TP510：PCM译码后输出的模拟信号【实验记录】1、 实验小组及其成员小组名称成员（班级-学号） 2、实验数据记录和分析 TP507：输入信号波形为： T
12、P508：收发分帧同步信号TP509：输出的数字信号： TP510：输出模拟信号【实验结论】本实验在完成脉冲编码调制（PCM）的基础上，对PCM信号进行了时分多路复用的分析PCM复用的核心在于抽样时采用分接器完成对多路PAM信号的复用，使每一路PAM对应了一个固定的时隙形成合路的PAM信号后再经过量化、编码产生PCM复用信号，最后发送到信道【思考题】1. 在图C中的时分多路复用模型中怎样保证发送的多路信号和接收的多路信号同步?答: 要保证系统的同步，收发端的旋转开关K1、K2要同频同相同频是指K1、K2的旋转速度要一样，保证了系统的位同步同相保证从分路n发送出的数据由接收端分路n收到2. 本实验系统的帧周期、时隙周期、位周期各为多少，它们满足什么关系？答: 帧周期为125微秒，时隙周期为3.9微秒，位周期为0.4875微秒帧周期是时隙周期的32倍，是位周期的256倍?31
