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1、通信原理实验通信原理实验通信原理实验内容通信原理实验内容实验一 数字基带信号编译码实验实验二 二相PSK(DPSK)调制实验实验三 二相PSK(DPSK)解调实验实验四 FSK调制解调实验实验五 脉冲幅度调制(PAM)实验六 脉冲编码调制(PCM)实验七 增量调制编码、译码系统实验实验八 通信系统综合实验 实验一 数字基带信号编译码实验一、实验目的一、实验目的1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等 基 带信号波形特点。2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构 特点。5、了解HDB3(AMI)编译码
2、集成电路CD22103。 二、实验器材二、实验器材 1、双踪示波器、双踪示波器 1台台 2、通信原理实验箱、通信原理实验箱 1台台 三、实验原理三、实验原理1、基本概念:、基本概念:2、四种基本码型、四种基本码型数字基带信号的常用码型数字基带信号的常用码型1、单极性非归零(、单极性非归零(NRZ)码)码 二进制符号二进制符号“1”和和“0”分别对应正电平和零分别对应正电平和零电平,在整个码元持续时间电平保持不变。电平,在整个码元持续时间电平保持不变。 单极性单极性NRZ码的主要特点:码的主要特点: 有直流分量,无法使用一些交流耦合的线路和有直流分量,无法使用一些交流耦合的线路和 设备;设备;
3、不能直接提取位同步信息;不能直接提取位同步信息; 抗噪性能差;抗噪性能差; 传输时需一端接地。传输时需一端接地。 2、双极性不归零(、双极性不归零(NRZ)码)码 “1”和和“0”分别对应正、负电平,其特点为:分别对应正、负电平,其特点为: 直流分量小。当二进制符直流分量小。当二进制符号号“1 1”、“0 0”等等可能可能出现出现 时,无直流成分;时,无直流成分; 接收端判决门限为接收端判决门限为0,容易设置并且稳定,因此抗,容易设置并且稳定,因此抗 干扰能力强;干扰能力强; 可以在电缆等无接地线上传输。可以在电缆等无接地线上传输。 3. 单极性归零(单极性归零(RZ)码)码 归零码是指它的有
4、电脉冲宽度比码元宽度窄,归零码是指它的有电脉冲宽度比码元宽度窄,每个脉冲都回到零电平。每个脉冲都回到零电平。 优点是可以直接提取同步信号,它是其它码型优点是可以直接提取同步信号,它是其它码型提取同步信号需采用的一个过渡码型。提取同步信号需采用的一个过渡码型。 4. 双极性归零(双极性归零(RZ)码)码 双极性归零码具有双极性不归零码的抗干扰能双极性归零码具有双极性不归零码的抗干扰能力强及码中不含直流成分的优点,应用比较广泛。力强及码中不含直流成分的优点,应用比较广泛。 5. AMI码码 这种码型实际上把二进制脉冲序列变为三电平的这种码型实际上把二进制脉冲序列变为三电平的符号序列,其优点如下:符
5、号序列,其优点如下: 在在“1”、“0”码不等概率情况下,也无直流成分,码不等概率情况下,也无直流成分, 对具有变压器或其它交流隅合的传输信道来说,对具有变压器或其它交流隅合的传输信道来说, 不易受隔直特性的影响。不易受隔直特性的影响。 若接收端收到的码元极性与发送端的完全相反,若接收端收到的码元极性与发送端的完全相反, 也能正确判决。也能正确判决。 便于观察误码情况。便于观察误码情况。 6. HDB3码码 AMI码有一个重要缺点,即它可能出现长的连码有一个重要缺点,即它可能出现长的连0串,会造成提取定时信号的困难。串,会造成提取定时信号的困难。 HDB3码的编码规则为:码的编码规则为: (1
6、)先把消息代码变成)先把消息代码变成AMI码;码;( 2)当出现)当出现4个或个或4个以上连个以上连0码时进行处理,即引码时进行处理,即引 入破坏码入破坏码V和补信码和补信码 ;原来的二进制码元;原来的二进制码元 序列中所有的序列中所有的“1”码称为信码,用符号码称为信码,用符号B表示。表示。 AMI、HDB3码编码规律。 AMI码的编码规律是:信息代码1变为带有符号的1码即+1或-1,1的符号交替反转;信息代码0的为0码。AMI码对应的波形是占空比为0.5的双极性归零码,即脉冲宽度与码元宽度(码元周期、码元间隔)TS的关系是=0.5TS。HDB3码的编码规律 4个连0信息码用取代节000V或
7、B00V代替,当两个相邻V码中间有奇数个信息1码时取代节为000V,有偶数个信息1码(包括0个信息1码)时取代节为B00V,其它的信息0码仍为0码;信息码的1码变为带有符号的1码即+1或-1;HDB3码中1、B的符号符合交替反转原则,而V的符号破坏这种符号交替反转原则,但相邻V码的符号又是交替反转的;HDB3码是占空比为0.5的双极性归零码。 设信息码为0000 0110 0001 0000 0,则NRZ码、AMI码,HDB3码如图1-8所示 3、电路原理本实验使用数字信源模块和HDB3编译码模块。A、数字信源模块本模块有以下测试点及输入输出点:S0201 信源位同步信号输出点/测试点(M序列
8、输出)S0202 信源帧同步信号输出点/测试点(1000序列输出)数字信源原理方框图如图所示4、HDB3编译码方框图 NRZ (T213) 译码器输出信号 BS-R (T212) 锁相环输出的位同步信号 (AMI)HDB3 (T207) 编码器输出信号 BPF (T211) 带通滤波器输出信号(AMI-D)HDB3-D (AMI)HDB3整流输出信号(T208/209)四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤1、连接S201到S203,256K到S204;2、用示波器观察单极性非归零码(NRZ-T201)、传号交替反转码(AMI)、三阶高密度双极性码(HDB3)、整流后的AMI码及整流后的HDB3
9、码;3、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形;4、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形。(T213);各测试点如下:T213T212T211T210T208T209T207T206T203连接T201到T203;256K到T204记录波形A、以T201为基准,对应记录T205、T206、T208、T209、T210、T211、T212、T213及T207(AMI)、T207(HDB3)的波形;B、说出波形之间的关系;并说明原理;T203T213T207T211T208T209T210AMI编译码HDB3编译码T203T213T207T209T208T210
10、T211思考题1、根据实验观察和记录回答:1)不归零码和归零码的特点是什么?2)与信源代码中的“1”码相对应的AMI码及HDB3码是否一定相同?为什么?2、总结从HDB3码中提取位同步信号的原理。实验二 二相PSK(DPSK)调制实验 一、实验目的一、实验目的1、掌握二相PSK(DPSK)调制的工作原理及电路组成。2、了解载频信号的产生方法。3、掌握二相绝对码与相对码的码变换方法。1、双踪示波器、双踪示波器 1台台 2、通信原理实验箱、通信原理实验箱 1台台 二、实验器材二、实验器材三、实验原理数字相位调制称为移相键控。它是利用载波相位的变化来传递数字信息的。通常又可把它分成绝对相移与相对相移
11、两种方式。本实验是采用绝对移相方式,所谓绝对移相就是利用载波不同相位的绝对值来传递信息。那么,怎样才能让载波不同相位的绝对值来传递信息呢?如果让所传输的数字基带信号控制载波相位的改变,而载波的幅度和相位都不变,那么就得到载波相位发生变化的已调信号。我们把这种调制方式称为数字相位调制。即移相键控PSK调制。相对移相,就是利用载波相位的相对值来传递信息,也就是利用前后码元载波相位的相对变化来传递信息。在绝对相移方式,由于发端是以两个可能出现的相位之中的一个相位作基准的。因而在收端也必须有这样一个相同的基准相位作参考,如果这个参考相位发生变化(0相变 相或相变0相),则恢复的数字信息就会发生0变1或
12、1变0,从而造成错误的恢复。在实际通信时参考基准相位的随机跳变是有可能发生的,而且在通信过程中不易被发现。如,由于某种突然的骚动,系统中的触发器可能发生状态的转移,锁相环路稳定状态也可能发生转移,等等,出现这种可能时,采用绝对移相就会使接收端恢复的数据极性相反。如果这时传输的是经增量调制的编码后话音数字信号,则不影响话音的正常恢复,只是在相位发生跳变的瞬间,有噪声出现,但如果传输的是计算机输出的数据信号,这将会使恢复的数据面目全非,为了克服这种现象,通常在传输数据信号时采用二相相对移相(DPSK)方式。 DPSK是利用前后相邻码元对应的载波相对相移来表示数字信息的一种相移键控方式。设载波相对相
13、移用 表示,(定定义为本码元初相与前义为本码元初相与前码元初相之差码元初相之差),而且:= 时,表示数字信息“1”。= 0 时,表示数字信息“0”。则数字信息序列与DPSK信号的相位关系可举例说明如下:(不变为“0”,变为“”)数字信息序列: 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1DPSK信号相位: 0 0 0 0 0 0 绝对码是以宽带信号码元的电平直接表示数字信息的,如规定高电平代表“1”,低电平代表“0”。相对码(差分码)是用基带信号码元的电平与前一码元的电平有无变化来表示数字信息的,如规定:相对码中有跳变表示1,无跳变表示0。设输入的相对码an,为1110010码,则经过转码器后输出的
14、相对码bn,为1011100,即bn =anbn-1 二进制相移键控(2PSK)信号2PSK、2DPSK波形与信息代码的关系:图中假设码元宽度等于载波周期的1.5倍。2PSK信号的相位与信息代码的关系是:前后码元相异时, 信号相位变化180,相同时2PSK信号相位不变,可简称为“异变同不变”。2PSK2DPSK信号的相位与信息代码的关系是:码元为“1”时, 信号的相位变化180。码元为“0”时,2DPSK信号的相位不变,可简称为“1变0不变”。2DPSK应该说明的是,此处所说的相位变或不变,是指将本码元内信号的初相与上一码元内信号的末相进行比较,而不是将相邻码元信号的初相进行比较。实际工程中,
15、2PSK或2DPSK信号载波频率与码速率之间可能是整数倍关系也可能是非整数倍关系。但不管是那种关系,上述结论总是成立的五、实验内容五、实验内容(一)、二相PSK调制实验用内载波发生器产生的信号作输入载波信号来观察T700T706各测量点的波形。(二)、二相DPSK调制实验加入差分编码器电路来传输二相DPSK信号,重做上一组内容。 (1)看清楚本次实验电路的元器件在实验箱的分布结构。(2)+5V、-5V、+12V、-12V工作。(3)按下按键开关:S702为ON。(4)按一下“开始”与PSK”功能键,显示代码“PSK”。(5)注意跳线开关设置, 功能如下:K7001-2 : 伪随机码,码序列为1
16、110010,速率为32KHz的绝对码K7002-3 : 伪随机码,码序列为1110010,速率为32KHz的相对码K7004-5 : 128kHz方波,码序列为1010码。K7005-6 : 64KHz方波,码序列为1100码。K7041-2 : 1024MHz方波,作为载波输入。K7042-3 : 512Hz方波,作为载波输入。(6)做二相PSK实验时,必须把开关K700的1脚与2脚相连接做二相DPSK实验时,必须把开关K700的2脚与3脚相连接。f =512 KHzf =512 KHzf =512 KHzT702T700T703K7004-5T706f=128KHz(1010码)f=64
17、KHz(1100码)K7005-6T706T701T706 PSK K7001-2T706 DPSK K7002-3七、实验讨论思考题七、实验讨论思考题1、DPSK波形与载波幅度、基带信码有何关系?PSK与DPSK从波形上来看是无法分辨的,那么,它们到底又有何不同? 2、设给定一码组1011001110010,试画出对这个码组进行DPSK调制的波形。实验三 二相(PSK,DPSK)解调器系统实验 一、实验目的一、实验目的l、掌握二相(PSK、DPSK)解调器的工作原理与系统电路组成2、熟悉二相相对移相与绝对移相的转换方法3、掌握二相(PSK,DPSK)系统的主要性能指标的测试方法4、了解以二相
18、(PSK,DPSK)解调的基带数字信号中提取位同步信号的方法1、双踪示波器、双踪示波器 1台台 2、通信原理实验箱、通信原理实验箱 1台台 二、实验器材二、实验器材三、实验原理三、实验原理 1、电路组成、电路组成二相PSK(DPSK)解调器的总电路方框图如图4-1所示。二相PSK(DPSK)的载波为1024KHz,码元速率有32kbits,16kbits可选择。从图4-1可见,该解调器由三部分组成:载波提取电路、位定时恢复电路与信码再生整形电路。载波恢复和位定时提取,是数字载波传输系统必不可少的重要组成部分。载波恢复的具体实现方案是和发送端的调制方式有关的。数字调相信号的解调有多种方法,如相干
19、解调法(极性比较去)、相位比较法、锁相环法。 T803T8023、眼图、眼图所谓“眼图”,就是由解调后经过低通滤波器输出的基带信号,以码元定时作为同步信号在示波器屏幕上显示的波形。干扰和失真所产生的传输畸变,可以在眼图上清楚地显示出来。因为对于二进制信号波形,它很象一只人的眼睛。为便于说明眼图和系统性能的关系,我们将它简化成图6-2。当波形没有失真时,眼图是一只“完全张开”的眼睛。在取样时刻,所有可能的取样值仅有两个;+1或-1当波形有失真时,在取样时刻信号取值分布在小于+1,或大于-1附近,“眼睛”部分闭合。这样,保证正确判决所容许的噪声电平就减小了。换言之,在随机噪声的功率给定时,将使误码
20、率增加,“眼睛” 张开的大小就指明失真的严重程度。由图还可以看出:(1)最佳取样时刻应选择在眼睛张开最大的时刻;(2)眼睛闭合的速率,即眼图斜边的斜率,表示系统对定时误差灵敏的程度,斜边愈陡,对定位误差愈敏感;(3)在取样时刻上,阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量;(4)在取样时刻上,上下两阴影区的间隔垂直距离之半是最小噪声容限,噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决;(5)阴影区与横轴相交的区间表示零点位置变动范围,它对于从信号平均零点位置提取定信息的解调器有重要影响。1. 无噪声时的眼图无噪声时的眼图 实验步骤及注意事项实验步骤及注意事项一、一、PSK 解调解调( 1)、按下拨动开关:S70
21、2、S801。 (2)、按一下“开始”与“PSK”功能键,显示代码“PSK”。 (3)、跳线开关设置:S7002-3、S7041-2、K7001-2 、S7031-2 、 S8001-2 、 S8041-2、S8051-2、 S8501-2 、S8521-2测量T701、T800、T850的波形并绘制该波形;测量T802、T803的波形并绘制该波形二、眼图的测量做眼图时:S850置于2-3用示波器的一根探头放在T851,另一根探头放在T909,使之同步,才能看到眼图; 测量T850、T851的波形并绘制该波形。测量眼图参数: U、U、T、 T实验四 FSK调制解调实验 一、实验目的一、实验目的
22、1、理解FSK调制工作原理及电路组成。2、理解利用锁相环解调FSK的原理和实现方法。1、双踪示波器、双踪示波器 1台台 2、通信原理实验箱、通信原理实验箱 1台台 二、实验器材二、实验器材数字调频又可称作频移键控FSK,它是利用载频频率变化来传递数字信息。数字调频信号可以分为相位离散和相位连续两种情形。若两个振荡频率分别由不同的独立振荡器提供,它们之间相位互不相关,这就叫相位离散的数字调频信号:若两个振荡频率由同一振荡信号源提供,只是对其中一个载频进行分频,这样产生的两个载频就是相位连续的数字调频信号。三、实验原理讲解三、实验原理讲解载波在两种不同频率之间进行切换生成2FSK信号的波形 (二)
23、FSK解调电路工作原理当输入信号为32KHz时,即当锁相环锁定时,环路对输入FSK信号中的32KHz载波处于跟踪状态,32KHz载波(正弦波)经输入整形电路后变成矩形载波。此时鉴相器PD输出端为低电平,锁定指示输出端为高电平,鉴相器PDI输出为低电平,PDI输出和锁定指示输出经或非门后输出为低电平,再经积分电路和非门输出为高电平。再经过整形电路反相后从输出信号插座S902输出。当输入信号为16KHz时,环路失锁。此时环路对16KHz载频的跟踪破坏,鉴相器输入端的两个比较信号存在频差,经鉴相器PDI后输出一串无规则矩形脉冲,而锁定指示输出为低电平,PDI输出和锁定指示输出经或非门输出仍为无规则矩
24、形脉冲,这些矩形脉冲经积分器和非门后输出为低电平。可见,环路对32KHz载频锁定时输出高电平,对16KHz载频失锁时就输出低电平。从而在解调器输出端就得到正常的基带信号序列。四、实验内容四、实验内容1、测试FSK调制电路T904TP910各测量点波形,画出波形并作详细分析。2、测试FSK解调电路T950T952各测量点波形,画出波形并作详细分析。注意:为便于对照,请将调制与解调电路画在同一坐标图上。五、实验步骤一、FSK调制实验(1)、拨动开关为S951至ON,(2)、按下“开始”与“FSK”功能键;(3)、跳线开关设置:S900l_2、S901 l_2、S902 l_2S904 l_2、2K
25、Hz的伪随机码,码序列为:1110010。做FSK解调实验时,S9501-2(4)、在CA951上插电容,使锁相环中的压控振荡器工作在32KHz,电容在1800pf-2500pf之间。(5)注意选择不同的数字基带信号的速率。有110010码(2KHz)和1010交替码(8KHz)。由信号转接开关S902进行选择。二、FSK解调实验 (1)、接通开关S950“1”和“2”脚,输入FSK信号给解调电路,注意观察“1”“0”码内所含载波的数目。(2)、观察FSK解调输出测试点波形,并作记录。并同时观察FSK调制端的基带信号,比较两者波形,观察是否有失真。T904T905T906T952T907T90
26、9T908T910六、讨论思考题六、讨论思考题1、改变4046的哪些外围元件参数对其解调正确输出有影响?2、采用锁相环解调时,其输出的信号序列与发送的信号序列相比有否产生延迟,为什么?七、实验报告要求七、实验报告要求1、画出实验电路的实验方框图,并叙述其工作过程。2、画出实验过程中各测量点的波形图,注意对应相位关系。实验五实验五 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)实验实验一、实验目的一、实验目的1、加深对取样定理的理解。2、了解脉冲幅度调制PAM系统的工作过程3、通过PAM通信系统实验,建立对脉冲幅度调制方式一个系统概念。三、实验仪器仪表:三、实验仪器仪表:1、双踪示波器 1台 2、通信原理实
27、验箱 1台三、实验原理三、实验原理1、脉冲振幅调制概念:、脉冲振幅调制概念:把周期性脉冲序列看作是非正弦载波,而抽样把周期性脉冲序列看作是非正弦载波,而抽样过程可以看作是用模拟信号对它进行振幅调制,过程可以看作是用模拟信号对它进行振幅调制,这种调制称为脉冲振幅调制(这种调制称为脉冲振幅调制(PAM)2、电路组成、电路组成脉冲幅度调制实验系统主要由输入电路、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。输入电路:该电路由输入放大、限幅电路等组成,发端通道电路中,调节W201可以改变信号的幅度以防止失真。2、脉冲发生电路、脉冲发生电路该部分电路由555及其附加元件组成,这是一个普
28、通的单谐振器电路,产生极性、脉宽、频率可调的方波信号,可通过改变C211的电容量来实现输出频率的变化,在T202出可以很方便的观测到脉冲频率变化情况和输出波形。设采样频率 f =32KHz,输入波形频率1KHz,则采样率为32次/周期。设采样频率 f =32KHz,输入波形频率4KHz,则采样率为8次/周期。3、解调滤波电路、解调滤波电路解调滤波器电路由集成运放电路组成,主要由TL084等元件组成,构成一个二阶有源低通滤波器,在T205处观测滤波器解调后的信号波形。4、功放输出电路、功放输出电路功放输出电路主要用来放大输出信号,提高解调后的音频信号的电平或者说提高输出功率。放大后的音频信号由喇
29、叭作为负载输出。 拨动拨动S203可以听到解调后的声可以听到解调后的声音。音。五、实验内容五、实验内容1、脉冲幅度调制实验本实验主要完成三个方面的内容:a 观察被调制信号正弦波形、取样脉冲波形和已调信号波形的相互之间的关系及特点,特别是音频带内各频率点的情况。(观测5个测量点)b 观察取样保持前后的两种波形的异同点,并加以理论分析。c 观察验证取样定理,并加以理论分析和必要的说明。2、PAM通信系统实验本实验主要完成三个方面的内容:a 观察整个系统收发各点信号的特点并测量其参数,06K音频段至少测六个频率点。b 在输出端再次验证取样定理的正确性,并分析这两种方法验证取样定理的差别。c 观察本实
30、验系统对语音信号的传输能力及系统参数的测量。六、实验步骤六、实验步骤1、脉冲幅度调制实验步骤 在SIN200处,连接T014信号至SIN200,调节T014的信号分别为1.6KHz、2.4KHz、3.2KHz 、4KHz,观察并记录T200、T201、T202的波形。(注意:用示波器在T200处观察测量,以该点信号输出幅度不失真时较大为好,如有削顶失真则减小外加信号源的输出幅度,或者调节W201,达到上述要求。在T202处观察其方波取样脉冲信号。调整SA211处可变电容,使采样频率为32K左右)。 2、脉冲幅度调制实验注意事项a、+5V工作b、拨动开关至“ON”,c、按一下“开始”与“PAM”
31、功能键,d、跳线开关设置: A、S2011-2,做PAM调制、解调实验 B、S2012-3,做PAM取样保持实验e、外加300Hz-3400Hz信号从SIN200进入。f、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fc2fsr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。3、PAM通信系统实验步骤 a、在SIN200处,分别送fsr=1.6KHz、2.4KHz、3.2KHz、4KHz信号。将S201的1端和2端相连,分别用示波器观测TP201-TP207各点波
32、形,并做详细记录、绘图。 b、PAM通信系统实验波形简要说明如下:T200:在SIN200处输入端输入一个300Hz-3400Hz的正弦波,如输入幅度过大,则被限幅电路限幅。T201:抽样脉冲保持电路输出;T202:抽样脉冲波形输出,其频率由外加电容决定,外加电容应插在C211中,其抽样波形有抽样时钟(测量点为T206)决定;T203:PAM调制输出波形,波形通T201;T205:PAM解调输出,波形应同T200;T206:PAM调制信号输出,取决于S201的位置;T207:音频功放输出,波形同T200;T200 T205 T207T202由外加电容决定T201 T203 T206需标注fc、
33、fsr,分别记录fsr=1.6KHZ、2.4KHZ 、3.2KHZ 、4KHZ时的波形实验六实验六 脉冲编码调制脉冲编码调制(PCM)实验实验.一、实验目的一、实验目的加深对PCM编码工作过程的理解。掌握PCM编、译码的时序关系。熟悉PCM编、译码专用集成芯片的使用方法及其要求。四、实验原理四、实验原理(一)、(一)、PCM基本工作原理基本工作原理脉冲调制通信就是把一个时间连续、取值连脉冲调制通信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进行传输。而脉冲编码数字信号后在信道中进行传输。而脉冲编码调制就是对模拟信号先进
34、行抽样后,再对样调制就是对模拟信号先进行抽样后,再对样值的幅度进行量化、编码的过程。值的幅度进行量化、编码的过程。所谓抽样,就是对模拟信号进行周期性扫描,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。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号。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,抽样速率采用定理确定的。在该实验中,抽样速率采用8kbits。所谓量化,就是把
35、经过抽样得到的瞬时值将其幅所谓量化,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。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码过程中同时完成的,故编码过程也称为模数
36、变换,可记作变换,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。信号的数字通信方式。图61 PCM的原理框图 话音信号先经防混叠低通滤波器,得到限带信号(3003400Hz),再进行脉冲抽样,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,最后经编码,转换成二进制码信号。对于电话,CCITT规定抽样率为8KHz,每次抽样编8位码,即共有256个量化值,因而每话路PCM编码后的标准数码率是64Kb/s.图6-3(b)是PCM的译码电路方框图
37、,它的工作过程同图6-3(a)的工作过程完全相反。五、实验内容PCM编码调制实验1、在不加信号的情况下,用二踪示波器测量T301TP305各测量点处的波形,仔细观查。2、从外加信号发生器中输入一正弦信号(1KHz)至SIN300中,测量TP301TP305各测量点处的波形,画出波形并分析其相位关系。3、从外加信号发生器中输入一正弦信号至SIN300中,重复上述“2”的过程及步骤。4、PCM解码系统实验将S300 1、2连接,在上述“1”、“2”、 “3”的基础上,继续测量T301T305各点处的波形,并画出波形,作详细分析。六、实验步骤及注意事项六、实验步骤及注意事项(1)+5V、-5V工作。
38、(2)动手进行实验时,先看清楚本实验内容所在实验箱中的电路板中的位置。(3)拨动开关S301至ON位置。(4)按一下“开始”与“PCM”功能键。这样就给PCM系统中送上三组信号,即: a2048KHz主时钟信号。 b8KHz收发分帧同步信号。 C使能信号,此为低电平有效。(5)跳线开关放置S3001-2。(6)外加300Hz3400Hz信号从SIN300进入。波形结果记录如下:七、讨论思考题七、讨论思考题1、 TP3067 PCM编码器输出的PCM数据的速率是多少?在本次实验系统中,为什么要给TP3067提供2.048MHz的时钟?2、 认真分析TP3067主时钟与8KHZ的分帧接收、发送同步
39、时钟的相位关系?八、实验报告要求八、实验报告要求1、画出实验电路的实验方框图,并叙述其工作过程。2、画出实验过程中各测量点的波形图,注意对应相位关系。3、写出本次实验的心得体会,以及对本次实验有何改进意见。实验七 增量调制编码系统实验一、实验目的一、实验目的l、掌握增量调制编码的工作原理2、了解增量调制系统的电路组成及工作过程3、掌握增量调制编码系统的主要性能指标的测试方法4、理解不同速率的编码,以及低速率编码时的输出波形二、实验仪器材二、实验仪器材1、双踪示波器 一台2、通信原理实验系统实验箱 一台三、三、 实验电路工作原理实验电路工作原理 增量调制简称M或增量脉码调制方式(DM),它是继P
40、CM后出现的又一种模拟信号数字化的方法。 它是一种把信号上一采样的样值作为预测值的单纯预测编码方式。增量调制是预测编码中最简单的一种。它将信号瞬时值与前一个抽样时刻的量化值之差进行量化,而且只对这个差值的符号进行编码,而不对差值的大小编码。因此量化只限于正和负两个电平,只用一比特传输一个样值。如果差值是正的,就发“1”码,若差值为负就发“0”码。因此数码“1”和“0”只是表示信号相对于前一时刻的增减,不代表信号的绝对值。同样,在接收端,每收到一个“1”码,译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量阶。每收到一个“0”码就下降一个量阶。当收到连“1”码时,表示信号连续增长,当收到连“0”码时,表
41、示信号连续下降。译码器的输出再经过低通滤波器滤去高频量化噪声,从而恢复原信号,只要抽样频率足够高,量化阶距大小适当,收端恢复的信号与原信号非常接近,量化噪声可以很小。图71 增量调制编码器电路框图四、实验内容四、实验内容1、在不加信号的情况下,用示波器测量T401T407各点处的波形。2、用低频信号源输出一频率为800HZ,幅度为2.5Vp-p加到信号输入SIN400中,再测量T401-T407各点波形,并画出波形。3、输入音频信号保持f=800Hz不变,而改变信号幅度再重复逐点观测T401-T407各点波形。4、输入音频信号保持幅度不变,而改变信号的频率再重复逐点观测T401-T407各点波
42、形。五、实验步骤及注意事项五、实验步骤及注意事项(1)、看清楚本次实验电路的元器件在实验箱的分布结构。(2)、+5V、+12V、-12V工作。(3)、拨动开关S400至ON。(4)、按一下“开始”与“M编码”功能键,显示代码“3”。(1)、跳线开关设置:K400,设置工作频率(2)、外加300Hz3400Hz信号从SIN400进入,再测量T401-T407各点波形,并画出波形。(3)各测量点波形简要说明如下:。T401:输入一个300Hz3400Hz正弦波信号的波形;T402:增量调制编码电路的控制信号,高电平有效,由CPU控制决定;T403:增量调制编码电路的工作时钟输入波形,频率为:64KHz、32KHz、16KHz、8KHz;T404:一次积分信号波形输出;T405:地T406:一致脉冲信号输出,它随输入信号波形的变化而变化;T407:增量调制数字输出;SIN400T401T406T403T407T404