2023年Pcm编译码实验报告

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1、PC m编译码实验报告学院：信息学院姓名：靳家凯专业：电科学号：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、 熟悉了解 W681512。二、实验器材1、 主控& 信号源模块、3号、2 1号模块2、 双踪示波器3、 连接线三、实验原理1、实验原理框图图1 2 1号模块W6 8 1 5 1 2芯片的P C M编译码实验图2 3号模块的P C M编译码实验2、实验框图说明图1中描述的是信号源通过芯片W68 1 5 1 2经行P c M编码和译码解决。W681 5 12的芯片工作主时钟为

2、2 o 4 8 K H z ,根据芯片功能可选择不同编码时钟进行编译码。在本实验的项目一中以编码时钟取6 4 K为基础进行芯片的幅频特性测试实验。图2中描述的是采用软件方式实现PcM编译码，并展示中间变换的过程。P cM编码过程是将音乐信号或正弦波信号，通过抗混叠滤波（ 其作用是滤波3.4kHz以外的频率，防止A /D转换时出现混叠的现象）。抗混滤波后的信号经A/ D转换, 然后做PcM编码， 之后由于G.7 1 1协议规定A律的奇数位取反，律的所有位都取反。 因此，P c M编码后的数据需要经G.711协议的变换输出。PcM译码过程是P c M编码逆向的过程，不再赘述。A / R律编码转换实

3、验中， 如实验框图3所示, 当菜单选择为 A律转|1律实验时,使用3号模块做A律编码,A律编码经A转 口 律转换之后， 再送至2 1号模块进行N律译码。 同理， 当 菜 单 选 择 为 律 转A律实验时, 则使用3号模块做口律编码， 经I,转A律变换后, 再送入2 1号模块进行A律译码。四、实验环节实验项目一测试 W68I512的幅频特性概述: 该项目是通过改变输入信号频率，观测信号经 w6 8 151 2编译码后的输出幅频特性， 了解芯片 W6815 1 2的相关性能。1、关电， 按图1所示进行连线。2、开电， 设立主控菜单，选择【 主菜单】一 【 通信原理】一 【P C M编码】一 A律编

4、码观测实验】。 调节 w l主控& 信号源使信号A_OUT输出峰峰值为3V左右。将模块21的 开 关S I拨 至“ A L a w ， 即完毕A律PCM编译码。3、 此时实验系统初始状态为: 设立音频输入信号为峰峰值3V,频率lKHz正弦波;PC M编码及译码时钟CLK为64 K H z方波; 编码及译码帧同步信号FS为8KHz。4、 实验操作及波形观测。(1)调节模拟信号源输出波形为正弦波， 输出频率为50H z， 用示波器观测A-out,设立A_out峰峰值为3Vo(2 )将信号源频率从50Hz增长到4oooH z， 用示波器接模块2 1的音频输出， 观测信号的幅频特性。实验项目二P CM

5、编码规则验证概述： 该项目是通过改变输入信号幅度或编码时钟， 对比观测A律 PcM编译码和日律Pc M编译码输入输出波形， 从而了解PcM编码规则。1、关电， 按图2所示进行连线。2、开电, 设立主控菜单， 选 择 【 主菜单】一 【 通信原理】一 【P C M编码】一 A律编码观测实验】。 调 节w l主控& 信号源使信号A _O U T输出峰峰值为3 V左右。3、 此时实验系统初始状态为: 设立音频输入信号为峰峰值3V,频率lK H z正弦波,PcM编码及译码时钟cLK为6 4 KHz;编码及译码帧同步信号FS为8KH z。4、实验操作及波形观测。以 F s为触发， 观测编码输入波形。 示

6、波器的DIV( 扫描时间) 档调节为loO uS o将正弦波幅度最大处调节到示波器的正中间， 记录波形。(2)在保持示波器设立不变的情况下，以FS为触发观测PCM量化输出, 记录波形。五、实验结果图5 3 K+1K输入波形和用于抽样方波波形对比图6译码输出和输入波形对比图7输入3K+1K信号频谱图8译码输出频谱图9编码输出频谱图1 0译码输出和编码输出波形T M a m n fx TBS 115ZB-EDU图1 1译码输出和输入波形 i 图1 2译码输出频谱图1 3输入波形频谱图 14 c 1 k 和 f s 波形对比图 1 5 编码输出和elk波形对比图16 4 K H z正弦输入波形和6

7、4KHz的elk波形图17 抽样波形和编码输出波形对比图18 e lk波形与编码输出波形对比六、思考题（ 1）P C M的速率是多少，ADPCM的速率又是多少? 有何意义? 今天VoIP采用什么样的信源编码（ 请查找资料）？答：PCM的速率是64 k b p s,ADPCM的速率是32 k bps,意义:ADPCM标准是一个代码转换系统， 以 实 现6 4 kbps A律 或u律P C M速率与32 kb p s速率之间的互相转换。现代通信应用中常见的信源编码方式有:Huffman编码、算术编码、L-Z编码，这三种都是无损编码， 此外尚有一些有损的编码方式。（2）实验中接受译码的时钟来自于发送

8、端编码器的， 而实际的通信系统中接受译码时钟怎么得到？（ 即时钟同步问题）答: 在数字传输系统或设备的标准接口上， 信码与时钟信号总是成对出现的。但是在数字传输系统内部， 为了节省信道， 通常是把时钟信号与信码综合到一起传输。在发信端把两者合并起来，到收信端再把它们分开。在收信端进行信号分离时，通常是一方面提取时钟信号， 然后再借助于时钟信号来辨认信码。时钟信号就是定期信号， 用来同步Am编译码实验报告一、实验目的1、 掌握简朴增量调制的工作原理。2 、 理解量化噪声及过载量化噪声的定义，掌握其测试方法。3、 了解简朴增量调制与cv s D 工作原理不同之处及性能上的差别。二、实验器材1、 主

9、控& 信号源模块、2 1 号、3 号模块2 、 双踪示波器3、 连接线三、实验原理1 A m编译码1 ） 实验原理框图(2)实验框图说明编码输入信号与本地译码的信号相比较，假如大于本地译码信号则输出正的量阶信号，假如小于本地译码则输出负的量阶。 然后， 量阶会对本地译码的信号进行调整，也就是编码部分+运算。编码输出是将正量阶变为1,负量阶变为0。如译码的过程事实上就是编码的本地译码的过程。四、实验环节实验项目一 M编码规则实验概述：该项目是通过改变输入信号幅度， 观 测 编 译 码 输 出 波 形 , 从 而 了 解 和 验证 M增量调制编码规则。1、关电， 按图一所示进行连线。2、开电, 设

10、立主控菜单， 选 择 【 主菜单】一 【 通信原理】一 A m及c vSD编译码】一 【A m编码规则验证】。调节信号源W 1使A O u T的峰峰值为I V。3、此时系统初始状态为：模拟信号源为正弦波，幅 度 为Iv,频率为4 00Hz;编码和译码时钟为3 2KHZ方波。4、实验操作及波形观测。对比X如j模块3的信源延时和编码输出， 然后对比信源延时和本地译码。实验项目二 量化噪声观测概述: 该项目是通过比较观测输入信号和a M编译码输出信号波形，记录量化噪声波形，从而了解A M编译码性能。1、 实验连线同项目一。2、开电, 设立主控菜单， 选 择 【 主菜单】一 【A m及C VSD编译码

11、】一 【A m量化噪声观测（ 4 0 0 H z ） 】一 【 设立量阶1 0 0 0 o调节信号源W1使A- 0 U T的峰峰值为I V o3、 此时系统初始状态为: 模拟信号源为正弦波, 幅度为lv,频率为4 0 0 H z ；编码和译码时钟为3 2 K H z方波。4、 实验操作及波形观测。示波器的cH l测试“ 信源延时 ，C H2测试本地译码” 。 运用示波器的“ 减法”功能， 所观测到的波形即是量化噪声。 记录量化噪声的波形。实验项目三 不同量阶 M编译码的性能概述： 该项目是通过改变不同4M编码量阶， 对比观测输入信号和 M编译码输出信号的波形，记录量化噪声， 从而了解和分析不同

12、量阶情况下A M编译码性能。1、 实验连线和菜单设立同项目二。2、调节信号源W 1使A- O UT的峰峰值为3 V o3、此时系统初始状态为: 模拟信号源为正弦波, 幅度为3 V ,频率为4 0 0 H z ,编码和译码时钟为3 2 K H z方波。4、实验操作及波形观测。示波器的c Hl测试“ 信源延时”，C H 2测 试 “ 本地译码” 。运用示波器的“ 减法”功能， 所观测到的波形即是量化噪声。记录量化噪声的波形。选择“ 设立量阶3 0 0 0,调节正弦波峰峰值为1 v， 测量并记录量化噪声的波形。（ 2）保持“ 设立量阶3 0 0 0一， 调节正弦波峰峰值为3 v,测量并记录量化噪声的

13、波形。选择“ 设立量阶6 0 0 0 ”，调节正弦波峰峰值为I V ,测量并记录量化噪声的波形。保持“ 设立量阶60 0 0 ”，调节正弦波峰峰值为3 V ,测量并记录量化噪声的波形。实验项目四 M编译码语音传输系统概述: 该项目是通过改变不同编码量阶， 直观感受音乐信号的输出效果， 从而体会A M编译码语音传输系统的性能。1、关电， 按表格所示进行连线。源端口目的端口连线说明信号源：CLK模块3: TH 9（编码一时钟）提供编码时钟信号源：CLK模块3： THI5 （ 译码一时钟）提供译码时钟信号源：MUSIC模块 3: TH 5 (LPF -IN )送入低通滤波器模块 3:TH 6 (LP

14、F-OUT)模块3： TH1 3 （编码一编码输入）提供编码信号模块3: TH 1 4（编码一编码输出） 模块3： TH 19（译码一译码输入）提供译码信号模块3 : TH20（译码一译码输,1|）模块21:TH12（音频输入）送入扬声器J2、开电，设立主控菜单， 选 择 【 主菜单】一 【 通信原理】【A m及 C VSD编译码】- A M语音信号传输】- 【 设立量阶1000 o3、此时系统初始状态为：编码输入信号为音乐信号。4、实验操作及波形观测。调节2 1号模块“ 音量” 旋钮， 使音乐输出效果最佳。分别” 设立量阶1 00 0 ”、“ 设立量阶3 0 00”、“ 设立量阶6000-，

15、比较3种量阶情况下声音的效果。 （ 设立接量越大， 声音效果越差。）实验项目五c v s D量阶观测概述： 该项目是通过改变输入信号的幅度， 观 测cv S D编码输出信号的量阶变化情况，了 解cvs D量阶变化规则。1、连线同项目一。2、开电， 设立主控菜单，选 择 【 主菜单】一 【 通信原理】一 A m及cvsD编译码】一 【cvsD量阶观测】 。调节信号源w l使A- 0 U T的峰峰值为lvo3、 此时系统初始状态为: 模拟信号源为正弦波, 幅度为1 V ,频率为400Hz。 编码时钟频率为3 2 mA。4、 实验操作及波形观测。以 “ 编码输入 为触发， 观测“ 量阶”。调节A-O

16、uT 的幅度， 观测量阶的变化。实验五、实验结果图一信源延时和编码输出图二信源延迟和本地译码图三时钟和码流信号,f t e J c fr o n f x 7 *B S 1 1 5 Z B E I)i图四输入波形和时钟图五信源延时和本地译码399 9Hz?180V图六 量阶3 0 0 0正弦波峰峰值IV,量化噪声波形图七 量阶3 0 0 0正弦波峰峰值3V,量化噪声波形图八 量阶6 0 0 0正弦波峰峰值I V,量化噪声波形图九 量阶6000正弦波峰峰值3V,量化噪声波形图十语音量化1（）00图十一语音量化30 0 0图十二语音量化6000下图为调节“ AOu T ”的幅度， 观测量阶的变化的结

17、果图六、实验思考与分析1、A M的典型速率是多少?答、1 6Kb/s 和 32kb/So2、PCM与 M的比较。PCM和4 M都是模拟信号数字化的基本方法，A M事实上是DP C M的一种特例。PC M系统的特点: 多路信号统一编码， 一般采用8位编码（ 语音信号） . 编码设备复杂, 但质量较好。PCM系统一般用于大容量的干线通信。 A M系统的特点:单路信号单用一个编码设备，设备简朴, 一般数码率比PCM的低， 质量次于PCMo M 一般合用于小容量支线通信， 话路增减方便灵活。在相同的信道传输速率下，对于量化信噪比， 在传输速率低时，A M性能优越， 在编码位数多、码率较高时,PCM性能优越。