脉冲编码调制与解调实验

1、实验八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z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、实验器材1、信号源模块2、模拟信号数字化模块3、终端模块4、频谱分析模块5、20m双踪示波器6、音频信号发生器7、立体声耳机8、连接线四、实

2、验原理脉冲编码调制简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码 方式，pcm主要包括抽样、量化与编码三个过程。图84 pci调制原理11、量化:量化器量化值ab-aav =ms 8-3均匀里化过程示量化过程可表达为y = q(x) = qxk <x< xk+i = yk输入信号的最小值和最大值分用a和b表示，量化电平数位m,那么，均匀 量化的量化间隔为：q为第i个量化区间的量化电平，可表示为_+ mi+iq 严r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 同定不变。均匀量化似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，汪汪采用非

3、均匀量化。对于信号取值小的区间，其量化间隔 也 小；反之，量化间隔就大。因为量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪比。实际屮，非均匀量化的实际方法通常是将抽 样值通过压缩在进行均匀量化。本实验模块采用的pcm编码方式也是a压缩律。 所谓a压缩率具有如下特性：加，ovxv丄1 + lnaa1 + in axrx<11 + lna64s8-4 13 折线“13折线是的x值与计算x值得比较y01/82/83/84/85/86/87/81x01/1281/60.61/30.61/15.41/7.791/3.931/1.981折分时x 按线段的01/1281/641/321

4、/161/71/41/21段落12345678斜率161684211/21/42、编码:所谓编码就是把量化后的信号变换成代码，下面结合13折线的量化来加以说 明。段落序号87654321段落码111110101100011010001000量 化 级151413121110987654321段 内 码111111101101110010111010100110000111011001010100001100100000均按8段折线进行编码。若用8位折叠二进制码来表示输入信号的抽样量化 值时，其屮用第一位表示量化值的极性。用第二至第四位表示段落码，他的 8种可能状态来分别代表8个段落的起点电平。

5、其他4位表示段内码，他的 16种可能状态分别代表每一段落的16个均匀划分的量化极。上述编码方法 是把压缩、量化和编码合为一体的方法。木实验采用大规模集成电路tp3067对语咅信号进行pcm编、解码。vcc10uf/25vr33847ktp311tps31 ibnqqii 2o48ktclka u307tp3067-vssvpo-vfxi+gnda-vfxi-vpo-gsxvpi anlbvfro tsxvcc fsxfsr dxdr-bclkxblkdr/clksesl mclkxntclkr/pdn181715fram 14pcm1 138 pcm2clka 129 clk21 110sin

6、-in-5ii_izo|c31210419fram | pcm2 | clk22br341 10k345r34247k< iij167 fram2e31010iif/25vi fram2tp312 s312tp bnqvcc二 c313104+ e31 1100uf/25v2o48k图84 pcm编译吗电路原理图模拟环因drtr五、实验步骤1、插上电源线，打开交流开关,分别按h power 1> power2. s2、s3,2、将信号源模块的拨码开关sw101、sw102设置为00000000 000000013、将信号源模块产生的正弦波信号（频率2.5khz,峰峰值为3v）从点“

7、sin” 输入模拟信号数字变化模块，将信号源模块的新号输出点“64k”、“8k”、“bs” 分别于模拟信号数字化模块的信号输入点“ clkb-in ”、“framb-in”、”2048kin”连接，观察信号输出点“pcmb-out”的波形。 将该点的信号送入频谱分析模块，观察改点的新号的频谱，记录下来。4、连接 “clkb-in” 和 “clk2jn”，“framb-in” 和 “fram2-in”，连接信 号输出点“pcmb-out”和信号输入点“pcm2jn”。观察信号输出点“out” 的波形，将改点的信号送入频谱分析模块，观察该点信号的频谱，记录下來。5、改变输入点止弦信号的幅度，使其峰

8、峰值分别等于和大于5v （若幅度无法 达到5v,可将输入正弦信号通过信号源模块的模拟信号放大通道，再送入模 拟信号数字化模块），将示波器的探针接在“out” “pcmb-out”，观察满 载和过载吋脉冲幅度调制和解调波形，记录。6、改变输入正弦信号的频率，使分别大于3400hz或小于300h乙 观察“out”“pcmb-out”波形，并记录。六、实验结果1将信号源模块的新号输出点“64k”、“8k”、“bs”分别于模拟信号数字化 模块的信号输入点“clkbin”、“frambjn”、"2048kin”连接，观察信 号输出点“pcmb-out”的波形2.连接 “clkb-in” 和 “

9、clk2in”，“frame-in” 和 “fram2-in”,连接 信号输出点“pcmb-out”和信号输入点“pcm2-in”。观察信号输出点“out” 的波形3. 使其峰峰值等于5v的out波形1/|x1-x2|=100.00khz |x1-x2|=10.00us111111* b*1 11r|y1-y2|=24.8v|y1-y2|=24.8mv*111111*1*1 111111'1 1|* ( ba1使其峰峰值大于5v的out波形1/|x1-x2|=31 15ichn |x1-x2|=32.10us |y1-y2|=49.2v |y1-y2|=49.2mv使其峰峰值等于5v的

10、pcmb-out波形使其峰峰值大于5v的pcmb-out波形1/|x1-x2|=31 15khz1x1 -x2|=32.10us|y1-y2|=49.2v |y1-y2| = 4.9vr 10 . 4 )(44.改变输入正弦信号的频率，使大于3400hz的out改变输入正弦信号的频率，使小于300hz的out) mil hi il a a a xa .”v w tnv 1lm v v v1 -卜彳卜 1/|x1-x2|=31 35khz |x1-x2|=31 90us |y1-y2|=49.7v |y1-y2|=49.7mv改变输入正弦信号的频率，使大于3400hz的pcmb-out改变输入正弦信号的频率，使小于300hz的pcmb-out1/|x1-x2|=31.35khz1x1x21=31.9 ous5、0111i0|y1-y2|=49.7v|y1-y2|=5.0vir>i1i01i i0ii11 1k”111011-1 0 1 1 i0-9 fl11<1”111111- _=_f_r_3_3 y 6 一 111111l r