PCM编译码实验课件

PCM编译码及全双工数字基带通信系统实验

1精选版课件pptPCM编译码及全双工数字基带通信系统实验实验目的实验内容实验预习要求实验仪器和设备实验原理实验报告要求实验步骤2精选版课件ppt实验目的实验内容实验预习要求实验仪器和设备实验原理实验报告要

一、实验目的1、掌握PCM编译码工作原理；2、了解PCM集成电路工作原理和应用；3、了解掌握PCM编译系统的主要指标及测试方法；4、了解PCM基群信号形成和分解过程；5、了解PCM系统全双工通话工作过程。返回3精选版课件ppt一、实验目的1、掌握PCM编译码工作原理；返回3精选

二、实验内容1、观察与测量时钟和同步信源的频率、相位关系；2、将同步信号源2KHz信号改变不同的输出幅度观察PCM发码端子的变化；3、发端编码送入译码器，译码后观察输出2KHz正弦信号进行比较；4、对系统的动态范围、信噪比特性和频率特性等性能进行测试；下一页4精选版课件ppt二、实验内容1、观察与测量时钟和同步信源的频5、进行PCM全双工数字基带系统通话实验且主观判定语音质量；6、将编码器与信源模块的分路器连接，将译码器与终端模块的分路器连接，实现两路PCM数字信号的合路与分路；（选作）返回5精选版课件ppt5、进行PCM全双工数字基带系统通话实验且主观判定语音质量；三、实验预习要求1、复习教材有关PCM编译码的理论。2、认真预习本实验指导书的工作原理和实验内容。3、对于选作实验，自行设计实验方案及测试步骤。4、解决以下问题：（1）已抽样信号的频谱混叠是什么原因引起的？下一页6精选版课件ppt三、实验预习要求1、复习教材有关PCM编译码的理论。下一页6（2）若要求从已抽样信号中正确地恢复出原信号，抽样速率应满足什么条件？（3）试证明在什么条件下，抽样信号包含原模拟信号的全部信息？

（4）实际中，为什么不采用理想抽样而采用平顶抽样？试比较理想抽样、平顶抽样。

（5）什么叫量化？为什么要进行量化？（6）均匀量化中，当量化级数提高时，量化误差怎样变化？

下一页7精选版课件ppt（2）若要求从已抽样信号中正确地恢复出原信号，抽样速率应（7）在非均匀量化时，为什么要进行压缩和扩张？

（8）什么是A律压缩？什么是U律压缩？

（9）

A律13折线与U律15折线相比，各有什么特点？

（10）什么脉冲编码调制？举例说明脉冲编码调制的原理。

（11）什么是折叠二进制码？折叠二进制码有什么特点？返回8精选版课件ppt（7）在非均匀量化时，为什么要进行压缩和扩张？

返回8四、实验仪器和设备1、四路直流稳压源一台2、双踪示波器一台3、频率计一台4、失真度测量仪一台（可选用）5、音频信号发生器一台6、信源模块一块7、终端模块一块8、PCM编译码及全双工数字基带通信系统实验模块一块返回9精选版课件ppt四、实验仪器和设备1、四路直流稳压源一台返回9精选版1、PCM编译码原理（1）抽样（2）量化（3）编码2、PCM编译码器简介3、实验模块中的时钟部分4、PCM编码部分5、PCM译码部分6、本PCM实验电路工作原理及测试五、实验原理返回了解更多的知识/jp2004/16/wangluokecheng/10精选版课件ppt1、PCM编译码原理五、实验原理返回了解更多的知识http:1、PCM编译码原理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行抽样后，再对样值的幅度进行量化、编码的过程。返回11精选版课件ppt1、PCM编译码原理返回11精选版课件ppt（1）抽样所谓抽样，就是对模拟信号进行带宽2倍以上的频率进行周期性扫描，从而把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。该模拟信号经过抽样后还应当包括原信号中所有信息，也就是说能无失真地恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。在该实验中，一路电话信号的下一页抽样定理的全过程用Flash演示12精选版课件ppt（1）抽样下一页抽样定理的全过程用Flash演示12精选版课频带为300～3400Hz，fm=3400Hz，则抽样频率fs≥2×3400=6800Hz。话音信号的抽样频率通常取8000Hz/s。因为正弦信号为2KHz，抽样频率为8KHz，所以在一个正弦周期内有8/2=4个抽样点。

4个抽样点示波器显示返回13精选版课件ppt频带为300～3400Hz，fm=3400Hz，则抽样频率抽样定理返回14精选版课件ppt抽样定理返回14精选版课件ppt返回2K的正弦信号8K的帧信号四个抽样点的示波器演示观察四个抽样点的电路接法15精选版课件ppt返回2K的正弦信号8K的帧信号四个抽样点的示波器演示观察四个（2）量化所谓量化，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，得到的已量化的脉冲幅度调制信号，它仅为有限个数值。量化又分为均匀量化和非均匀量化。量化过程的演示/zskj/5017/txyl/navi/navi1.htm均匀量化是在抽样信号的取值范围内均匀划分量化等级的量化方法。它产生的量化噪声是均匀的，与信号在取样点的幅度无关。因此均匀量化会出现话音弱时的信噪下一页16精选版课件ppt（2）量化下一页16精选版课件ppt比低、干扰大，而话音强时的信噪比高、干扰小的反常情况。即会造成大信号时信噪比有余而小信号时信噪比不足的缺点。非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的量化方法。非均匀量化的具体办法是压缩、扩张法，即在发送端对抽样信号先进行压缩处理再均匀量化，他是为了解决均匀量化时小信号固定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。根据CC1TT的建下一页17精选版课件ppt比低、干扰大，而话音强时的信噪比高、干扰小的反常情况。即会造议非均匀量化的实现方法通常有两种：一种是北美和日本的15段折线近似的u律(u=255)压扩；另一种是欧洲和我国所采用以13段折线近似的A律(A=87.56)压扩。μ律和A律对数压缩特性如图1所示。A律压扩的13折线分段方法如图2所示。Y轴被均匀分为8段，每段又均分为16份，每份表示一个量化级，则Y轴一共有16×8＝128个量化级。X轴的划分与Y轴不同，它用不均匀分段的方法以达到非均匀量化的目的，划分规律是每次按被分段长的二分之一来进行分段。返回18精选版课件ppt议非均匀量化的实现方法通常有两种：一种是北美和日本的15段折图1对数压缩特性返回19精选版课件ppt图1对数压缩特性返回19精选版课件ppt返回-1/2△--5/8△-1/8△-3/8△-2/8△-4/8△-△-7/8△-6/8△4/8△△6/8△7/8△5/8△1/8△2/8△3/8△-△-1/4△1/2△1/4△△图213折线分段方法20精选版课件ppt返回-1/2△--5/8△-1/8△-3/8△-2/8△-4（3）编码所谓编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有电平的量化值。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，脉冲编码调制方式是一种传递模拟信号的数字通信方式。我国采用的A律体制折线近似压扩特性的特点是：各段落间量阶关系都是2的倍数，在段落内均匀分层量化，即等间隔16个分层。这些对于用数字电路实现非线性编码下一页21精选版课件ppt（3）编码下一页21精选版课件ppt与译码是极为方便的。段落码与各段的关系如图3所示A律的编译码表分别列于:表1A表1B表1C下一页22精选版课件ppt与译码是极为方便的。下一页22精选版课件ppt这部分主要是编译码表，我们以实际例子结合编译码表来理解。例:设输入信号抽样值为+1270个量化单位求编码器输出码组。（1）极性为正故确定极性码为1。（2）段落码确定结合段落码与各段的关系图，A律的编译码表1C，1A确定段落码。由于1024＜1270＜2048由表C知道位于第8段，再由表A知道段落码为111。下一页23精选版课件ppt这部分主要是编译码表，我们以实际例子结合编译码表来理解。下一（3）确定段内码1024+8×64=1536＞1270，故C5=0，应位于0-7量化间隔。1024+4×64=1280＞1270，故C6=0，应位于0-3量化间隔。1024+2×64=1152<1270,故C7=1，应位于2-3量化间隔。1024+3×64=1216<1270,故C8=1.输入信号处于第3量化间隔。由表1B知道段内码为0011这样我们就可以知道编出的8位码为11110011返回24精选版课件ppt（3）确定段内码返回24精选版课件ppt图3段落码与各段关系10110010101010段落码返回25精选版课件ppt图3段落码与各段关系10110010101010段落码返段落序号

段落码M2M3M481117110610151004011301020011000表1A段落码返回26精选版课件ppt段落序号段落码M2电平序号

段内码电平序号

段内码电平序号

段内码M5M6M7M8M5M6M7M8M5M6M7M815111191001300111411108100020010131101701111000112110060110000001110115010110101040100表1B段内码返回27精选版课件ppt电平序号段内码电平序号段内量化段信号i=1~8

电平范围（△）段落码段落起始电平I（△）量化间隔△（△）

段内码对应权值（△）M2M3M4M5M6M7M881024~2048111102464512256128647512~10241105123225612864326256~512101256161286432165128~25610012886432168464~128011644321684332~6401032216842216~32001161842110~16000014211表1CA律13折线幅度码与其对应电平返回28精选版课件ppt量化段信号i=1~8电平范围段落2、PCM编译码器简介本实验PCM编译码器采用了TP3067专用大规模集成电路，它是CMOS工艺制造的单片PCMA/u律编译码器．片内带有输入输出话路滤波器．

PCM编译码系统由哪些部分构成？各部分的作用是什么？思考返回29精选版课件ppt2、PCM编译码器简介PCM编译码系统由哪些部分构成？各部分

3、实验模块中的时钟部分分为内部时钟和外部时钟：内部时钟由晶振4096KHz经分频得到2048KHz（主时钟）、1024KHz（位时钟）、256KHz（位时钟）、64KHz（位时钟）、8KHz（帧同步信号），编译码器PCMA，PCMB分别有主时钟、位时钟、帧同步信号、内外时钟开关。当开关打到外时钟可以与信源模块、终端模块相连组成多路数字信号合路与分路。返回时钟信号EWB演示思考在实际的通信系统中，收端译码部分的定时怎样获得？30精选版课件ppt3、实验模块中的时钟部分返回时钟信号EWB演示思考在实际的4、PCM编码部分本实验采用了集成电路TP3067实现编码功能。发送部件的输入端为一运算放大器，并配有两个调整增益的外接电阻。在低噪声和宽频带条件下，整个音频通带内的增益可达20dB以上。该运算放大器驱动一个增益为1的滤波器（由RC有源前置滤波器组成），后面跟随一个时钟频率为256KHz的8阶开关电容带通滤波器。该滤波器的输出直接驱动编码器的抽样保持电路。在制造中配入一个精密电压基准，以便提供额定峰值为2.5V的输下一页31精选版课件ppt4、PCM编码部分下一页31精选版课件ppt输入信号。逐次比较型编码器原理图返回PCM编码的压缩与扩张的SystemView仿真32精选版课件ppt输入信号。逐次比较型编码器原理图返回PCM编码的压缩与扩张的5、PCM译码部分接收部件包括一个扩展DAC(数模转换器），而它又驱动一个时钟频率为256kHz的5阶开关电容低通滤波器。译码器是依照A律(TP3067)设计的，而5阶低通滤波器校正8kHz抽样保持电路所引起的sinx／x衰减，在滤波器后跟随一个其输出在VRFO上的2阶RC低通后置滤波器。接受部件的增益为1，但利用功率放大器可加大增益。当FSR出现时在后续的8个BCLKR（BCLKX）的下降边沿，DR输入端上下一页33精选版课件ppt5、PCM译码部分下一页33精选版课件ppt的数据将被时钟控制。逐次比较型译码器原理图

返回34精选版课件ppt的数据将被时钟控制。逐次比较型译码器原理图

返回34精选版课6、本PCM实验电路工作原理及测试（1）单路的发、收PCM构成原理如图4所示。话音信号先经防混叠低通滤波器，得到限带信号(300～3400Hz)，进行脉冲抽样，变成8KHz的重复频率的抽样信号，然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”的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，每抽样值编8位码，即共有2的8次方＝256个量化值，因而每话路PCM编码后的标准数码率是64Kbit/s。下一页35精选版课件ppt6、本PCM实验电路工作原理及测试下一页35精选版课件ppt（2）PCM编译码的实验电路框图（3）编码前和译码后信号的示波器观察（4）单路语音发收电路接法（5）2人可对话的双路发收电路接法（6）四个抽样点抽样电平编码后信号返回用Matlab对PCM编译码的仿真思考pcm和△m系统特性比较，总结他们各自的特点。36精选版课件ppt（2）PCM编译码的实验电路框图返回用Matlab对PCM解调抽样低通滤波器再生编码低通滤波器解码量化信道语音输入语音输出（发送）（接收）PCM信号图4PCM原理框图返回37精选版课件ppt解调抽样低通滤波器再生编码低通滤波器解码量化信语音输入语音输4.096MHz可调衰减器÷2÷4÷8÷2D/A÷4÷42KHz正弦信号2.048MHz1.024MHz256KHz64KHz8KHz2KHz位时钟位时钟位时钟位时钟帧同步信号信号源信号源话筒话筒耳机耳机限幅放大音频放大放大限幅放大音频放大放大编码译码编码译码发送滤波接收滤波发送滤波接收滤波信源模块(复接器)终端模块(分接器)返回38精选版课件ppt4.096MHz可调÷2÷4÷8÷2D/A÷4÷42KH返回观察编码前和译码后信号的电路接法2K正弦信号译码器输出编码前和译码后信号观察39精选版课件ppt返回观察编码前和译码后信号的电路接法2K正弦信号译码器输出编单路语音发收电路接法B编码输出端A编码输出端A译码输入端B译码输入端返回40精选版课件ppt单路语音发收电路接法B编码输出端A编码输出端A译码输入端B译2人可对话的双路发收电路接法B编码输出端A编码输出端B译码输入端A译码输入端返回41精选版课件ppt2人可对话的双路发收电路接法B编码输出端A编码输出端B译码输8K的帧信号A编码输出端返回42精选版课件ppt8K的帧信号A编码输出端返回42精选版课件ppt第一路码字第三路码字第二路码字第四路码字返回区别区别43精选版课件ppt第一路码字第三路码字第二路码字第四路码字返回区别区别43精选六、实验步骤1、准备工作：熟悉信源实验模块、终端实验模块，PCM编译码及全双工数字基带通信系统实验模块的电路图，直流稳压源调整好所需电压，经检查后接通实验模块电源。2、观察时钟与时隙信号的波形，测量其频率或周期。3、用示波器观察1个时隙脉冲宽度内所含时钟信号周期。下一页演示录象44精选版课件ppt六、实验步骤1、准备工作：熟悉信源实验模块、终端实验模块，P4、观察单路编码信号。首先，将2K正弦同步信号接入P17或P18，然后将信号调整到输出幅度为固定电平，观察T12或T13测试点的码子，然后改变电位器VR3，改变输入信号幅度，观察T12或T13点码子的变化情况。5、从合路输出观察多路（实验以两路代替）PCM编码信号。6、观察译码器输出的模拟信号，比较编码器之前的模拟信号与译码器输出的模拟信号的变化情况。下一页45精选版课件ppt4、观察单路编码信号。首先，将2K正弦同步信号接入P17或P7、动态范围在满足一定信噪比（S/N)条件下，编译码系统所对应的音频信号的幅度范围定义为动态范围。通常规定音频信号的频率为800Hz（或1000Hz）。动态范围应大于CCITT（国际电报、电话咨询委员会）建议的框架（样板值）。如图5如示。动态范围的测试框图如图6所示。在原理部分已经提到，PCM编译码器允许输入信号的最大幅度为4．36V.为了确保下一页46精选版课件ppt7、动态范围下一页46精选版课件ppt器件的安全使用，本实验在进行动态范围这一指标测试时，不再对输入信号的临界过载进行验证。取输入信号的最大幅度为5VP-P(注意：信号要由小至大调节），测出此时的SIN值。下一页47精选版课件ppt器件的安全使用，本实验在进行动态范围这一指标测试时，不再对输S/N(dB)0-10-20-30-40-5025输入电平(dBmo)283134图5PCM编译码系统动态范围样板值下一页48精选版课件pptS/N(dB)0-10-20-30-40-5025输入电平音频发生器可变衰减器失真仪杂音计示波器编码器译码器图6动态范围测试框图下一页49精选版课件ppt音频发生器可变衰减器失真仪杂音计示波器编码器译码器图6动设临界过载幅度为Vmax，这是正弦输入信号编码不过载的最大幅度。当输入信号大于临界过载幅度之后，输出信号的S/N急剧下降。首先找出临界过载点，然后以lOdB一个点衰减输入信号，将测试数据填入下表。-10dB-20dB-30dB-40dB-50dBVin(mv)p-p500015005001505015S/N(dB)下一页50精选版课件ppt设临界过载幅度为Vmax，这是正弦输入信号编码不过载的最大幅8、信噪比特性在上一项测试中选择出最佳编码电平（S/N最高），在此电平下测试不同频率下的信噪比值．频率选择在500Hz／1KHz／2KHz／3KHz。信噪比特性的测试框图如图7所示。下一页51精选版课件ppt8、信噪比特性下一页51精选版课件ppt音频发生器可变衰减器失真仪示波器编码器译码器图7信噪比特性测试框图下一页52精选版课件ppt音频发生器可变衰减器失真仪示波器编码器译码器图7信噪比特信噪比特性测试数据记录于下表信噪比特性（Vin=2Vp-p)F(Hz)500100020003000S/N(dB)下一页53精选版课件ppt信噪比特性测试数据记录于下表F(Hz)5009、频率特性选一合适的输入频率点测出译码输出，改变输入信号的频率，在译码输出处逐个率特性侧试数据记录于下表。F(Hz)500100020003000译码输（V）返回54精选版课件ppt9、频率特性F(Hz)50010002七、实验报告要求1、整理实验记录，画出响应的曲线和波形并加以分析。2、PCM编译码系统由哪些部分构成？各部分的作用是什么？3、PCM编译码器件的动态范围、信噪特性、频率特性的测试结果。4、主观评价通话音质量，它的好坏与哪些因素有关。返回55精选版课件ppt七、实验报告要求1、整理实验记录，画出响应的曲线和波形并加以56精选版课件ppt56精选版课件pptpcm编译码系统由哪些部分构成？各部分的作用是什么？答：pcm编译码系统由定时部分和pcm编译码器构成。pcm编译码器实现非线性编码和译码。定时部分提供编码器所需的定时脉冲。返回57精选版课件pptpcm编译码系统由哪些部分构成？各部分的作用是什么？返回57在实际的通信系统中，收端译码部分的定时怎样获得？答：在实际的通信系统中，收端译码部分的定时时钟从接收到的信号中提取。返回58精选版课件ppt在实际的通信系统中，收端译码部分的定时怎样获得？返回58精选pcm和△m系统特性比较，总结他们各自的特点。答：（1）pcm是对样值本身编码，△m是对相领值的差值的极性编码，两者都是模拟数字化的基本方法。（2）在相同的信道带宽条件下，编码位数n<4时，△m的性能优越，在编码位数多时，pcm性能优越(pcm系统的码率为fb＝Nfs,要求带宽B＝1/2fb=1/2fs，△m系统的码率为fb=fs，带宽B=1/2fs=1/2fb)下一页59精选版课件pptpcm和△m系统特性比较，总结他们各自的特点。下一页59精选

通常情况下，△m采用32kbit/s或16kbit/s

时，话音不如pcm，所以△m的抽样要远高于奈奎斯特频率才能到达pcm系统相同的信噪比。（3）pcm系统属于间隙编码适合时分复用系统，其设备复杂，一般用于大容量的多路通信，△m系统属于连续编码，其设备复杂度低，一般用于小容量和对话音质量不高的通信。返回60精选版课件ppt通常情况下，△m采用32kbit/s或16kbit/s

祝同学们

成功完成

实验！！61精选版课件ppt祝同学们

成功完成此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！62精选版课件ppt此课件下载可自行编辑修改，供参考！62精选版课件pptPCM编译码及全双工数字基带通信系统实验

63精选版课件pptPCM编译码及全双工数字基带通信系统实验实验目的实验内容实验预习要求实验仪器和设备实验原理实验报告要求实验步骤64精选版课件ppt实验目的实验内容实验预习要求实验仪器和设备实验原理实验报告要

一、实验目的1、掌握PCM编译码工作原理；2、了解PCM集成电路工作原理和应用；3、了解掌握PCM编译系统的主要指标及测试方法；4、了解PCM基群信号形成和分解过程；5、了解PCM系统全双工通话工作过程。返回65精选版课件ppt一、实验目的1、掌握PCM编译码工作原理；返回3精选

二、实验内容1、观察与测量时钟和同步信源的频率、相位关系；2、将同步信号源2KHz信号改变不同的输出幅度观察PCM发码端子的变化；3、发端编码送入译码器，译码后观察输出2KHz正弦信号进行比较；4、对系统的动态范围、信噪比特性和频率特性等性能进行测试；下一页66精选版课件ppt二、实验内容1、观察与测量时钟和同步信源的频5、进行PCM全双工数字基带系统通话实验且主观判定语音质量；6、将编码器与信源模块的分路器连接，将译码器与终端模块的分路器连接，实现两路PCM数字信号的合路与分路；（选作）返回67精选版课件ppt5、进行PCM全双工数字基带系统通话实验且主观判定语音质量；三、实验预习要求1、复习教材有关PCM编译码的理论。2、认真预习本实验指导书的工作原理和实验内容。3、对于选作实验，自行设计实验方案及测试步骤。4、解决以下问题：（1）已抽样信号的频谱混叠是什么原因引起的？下一页68精选版课件ppt三、实验预习要求1、复习教材有关PCM编译码的理论。下一页6（2）若要求从已抽样信号中正确地恢复出原信号，抽样速率应满足什么条件？（3）试证明在什么条件下，抽样信号包含原模拟信号的全部信息？

（4）实际中，为什么不采用理想抽样而采用平顶抽样？试比较理想抽样、平顶抽样。

（5）什么叫量化？为什么要进行量化？（6）均匀量化中，当量化级数提高时，量化误差怎样变化？

下一页69精选版课件ppt（2）若要求从已抽样信号中正确地恢复出原信号，抽样速率应（7）在非均匀量化时，为什么要进行压缩和扩张？

（8）什么是A律压缩？什么是U律压缩？

（9）

A律13折线与U律15折线相比，各有什么特点？

（10）什么脉冲编码调制？举例说明脉冲编码调制的原理。

（11）什么是折叠二进制码？折叠二进制码有什么特点？返回70精选版课件ppt（7）在非均匀量化时，为什么要进行压缩和扩张？

返回8四、实验仪器和设备1、四路直流稳压源一台2、双踪示波器一台3、频率计一台4、失真度测量仪一台（可选用）5、音频信号发生器一台6、信源模块一块7、终端模块一块8、PCM编译码及全双工数字基带通信系统实验模块一块返回71精选版课件ppt四、实验仪器和设备1、四路直流稳压源一台返回9精选版1、PCM编译码原理（1）抽样（2）量化（3）编码2、PCM编译码器简介3、实验模块中的时钟部分4、PCM编码部分5、PCM译码部分6、本PCM实验电路工作原理及测试五、实验原理返回了解更多的知识/jp2004/16/wangluokecheng/72精选版课件ppt1、PCM编译码原理五、实验原理返回了解更多的知识http:1、PCM编译码原理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行抽样后，再对样值的幅度进行量化、编码的过程。返回73精选版课件ppt1、PCM编译码原理返回11精选版课件ppt（1）抽样所谓抽样，就是对模拟信号进行带宽2倍以上的频率进行周期性扫描，从而把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。该模拟信号经过抽样后还应当包括原信号中所有信息，也就是说能无失真地恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。在该实验中，一路电话信号的下一页抽样定理的全过程用Flash演示74精选版课件ppt（1）抽样下一页抽样定理的全过程用Flash演示12精选版课频带为300～3400Hz，fm=3400Hz，则抽样频率fs≥2×3400=6800Hz。话音信号的抽样频率通常取8000Hz/s。因为正弦信号为2KHz，抽样频率为8KHz，所以在一个正弦周期内有8/2=4个抽样点。

4个抽样点示波器显示返回75精选版课件ppt频带为300～3400Hz，fm=3400Hz，则抽样频率抽样定理返回76精选版课件ppt抽样定理返回14精选版课件ppt返回2K的正弦信号8K的帧信号四个抽样点的示波器演示观察四个抽样点的电路接法77精选版课件ppt返回2K的正弦信号8K的帧信号四个抽样点的示波器演示观察四个（2）量化所谓量化，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，得到的已量化的脉冲幅度调制信号，它仅为有限个数值。量化又分为均匀量化和非均匀量化。量化过程的演示/zskj/5017/txyl/navi/navi1.htm均匀量化是在抽样信号的取值范围内均匀划分量化等级的量化方法。它产生的量化噪声是均匀的，与信号在取样点的幅度无关。因此均匀量化会出现话音弱时的信噪下一页78精选版课件ppt（2）量化下一页16精选版课件ppt比低、干扰大，而话音强时的信噪比高、干扰小的反常情况。即会造成大信号时信噪比有余而小信号时信噪比不足的缺点。非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的量化方法。非均匀量化的具体办法是压缩、扩张法，即在发送端对抽样信号先进行压缩处理再均匀量化，他是为了解决均匀量化时小信号固定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。根据CC1TT的建下一页79精选版课件ppt比低、干扰大，而话音强时的信噪比高、干扰小的反常情况。即会造议非均匀量化的实现方法通常有两种：一种是北美和日本的15段折线近似的u律(u=255)压扩；另一种是欧洲和我国所采用以13段折线近似的A律(A=87.56)压扩。μ律和A律对数压缩特性如图1所示。A律压扩的13折线分段方法如图2所示。Y轴被均匀分为8段，每段又均分为16份，每份表示一个量化级，则Y轴一共有16×8＝128个量化级。X轴的划分与Y轴不同，它用不均匀分段的方法以达到非均匀量化的目的，划分规律是每次按被分段长的二分之一来进行分段。返回80精选版课件ppt议非均匀量化的实现方法通常有两种：一种是北美和日本的15段折图1对数压缩特性返回81精选版课件ppt图1对数压缩特性返回19精选版课件ppt返回-1/2△--5/8△-1/8△-3/8△-2/8△-4/8△-△-7/8△-6/8△4/8△△6/8△7/8△5/8△1/8△2/8△3/8△-△-1/4△1/2△1/4△△图213折线分段方法82精选版课件ppt返回-1/2△--5/8△-1/8△-3/8△-2/8△-4（3）编码所谓编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有电平的量化值。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，脉冲编码调制方式是一种传递模拟信号的数字通信方式。我国采用的A律体制折线近似压扩特性的特点是：各段落间量阶关系都是2的倍数，在段落内均匀分层量化，即等间隔16个分层。这些对于用数字电路实现非线性编码下一页83精选版课件ppt（3）编码下一页21精选版课件ppt与译码是极为方便的。段落码与各段的关系如图3所示A律的编译码表分别列于:表1A表1B表1C下一页84精选版课件ppt与译码是极为方便的。下一页22精选版课件ppt这部分主要是编译码表，我们以实际例子结合编译码表来理解。例:设输入信号抽样值为+1270个量化单位求编码器输出码组。（1）极性为正故确定极性码为1。（2）段落码确定结合段落码与各段的关系图，A律的编译码表1C，1A确定段落码。由于1024＜1270＜2048由表C知道位于第8段，再由表A知道段落码为111。下一页85精选版课件ppt这部分主要是编译码表，我们以实际例子结合编译码表来理解。下一（3）确定段内码1024+8×64=1536＞1270，故C5=0，应位于0-7量化间隔。1024+4×64=1280＞1270，故C6=0，应位于0-3量化间隔。1024+2×64=1152<1270,故C7=1，应位于2-3量化间隔。1024+3×64=1216<1270,故C8=1.输入信号处于第3量化间隔。由表1B知道段内码为0011这样我们就可以知道编出的8位码为11110011返回86精选版课件ppt（3）确定段内码返回24精选版课件ppt图3段落码与各段关系10110010101010段落码返回87精选版课件ppt图3段落码与各段关系10110010101010段落码返段落序号

段落码M2M3M481117110610151004011301020011000表1A段落码返回88精选版课件ppt段落序号段落码M2电平序号

段内码电平序号

段内码电平序号

段内码M5M6M7M8M5M6M7M8M5M6M7M815111191001300111411108100020010131101701111000112110060110000001110115010110101040100表1B段内码返回89精选版课件ppt电平序号段内码电平序号段内量化段信号i=1~8

电平范围（△）段落码段落起始电平I（△）量化间隔△（△）

段内码对应权值（△）M2M3M4M5M6M7M881024~2048111102464512256128647512~10241105123225612864326256~512101256161286432165128~25610012886432168464~128011644321684332~6401032216842216~32001161842110~16000014211表1CA律13折线幅度码与其对应电平返回90精选版课件ppt量化段信号i=1~8电平范围段落2、PCM编译码器简介本实验PCM编译码器采用了TP3067专用大规模集成电路，它是CMOS工艺制造的单片PCMA/u律编译码器．片内带有输入输出话路滤波器．

PCM编译码系统由哪些部分构成？各部分的作用是什么？思考返回91精选版课件ppt2、PCM编译码器简介PCM编译码系统由哪些部分构成？各部分

3、实验模块中的时钟部分分为内部时钟和外部时钟：内部时钟由晶振4096KHz经分频得到2048KHz（主时钟）、1024KHz（位时钟）、256KHz（位时钟）、64KHz（位时钟）、8KHz（帧同步信号），编译码器PCMA，PCMB分别有主时钟、位时钟、帧同步信号、内外时钟开关。当开关打到外时钟可以与信源模块、终端模块相连组成多路数字信号合路与分路。返回时钟信号EWB演示思考在实际的通信系统中，收端译码部分的定时怎样获得？92精选版课件ppt3、实验模块中的时钟部分返回时钟信号EWB演示思考在实际的4、PCM编码部分本实验采用了集成电路TP3067实现编码功能。发送部件的输入端为一运算放大器，并配有两个调整增益的外接电阻。在低噪声和宽频带条件下，整个音频通带内的增益可达20dB以上。该运算放大器驱动一个增益为1的滤波器（由RC有源前置滤波器组成），后面跟随一个时钟频率为256KHz的8阶开关电容带通滤波器。该滤波器的输出直接驱动编码器的抽样保持电路。在制造中配入一个精密电压基准，以便提供额定峰值为2.5V的输下一页93精选版课件ppt4、PCM编码部分下一页31精选版课件ppt输入信号。逐次比较型编码器原理图返回PCM编码的压缩与扩张的SystemView仿真94精选版课件ppt输入信号。逐次比较型编码器原理图返回PCM编码的压缩与扩张的5、PCM译码部分接收部件包括一个扩展DAC(数模转换器），而它又驱动一个时钟频率为256kHz的5阶开关电容低通滤波器。译码器是依照A律(TP3067)设计的，而5阶低通滤波器校正8kHz抽样保持电路所引起的sinx／x衰减，在滤波器后跟随一个其输出在VRFO上的2阶RC低通后置滤波器。接受部件的增益为1，但利用功率放大器可加大增益。当FSR出现时在后续的8个BCLKR（BCLKX）的下降边沿，DR输入端上下一页95精选版课件ppt5、PCM译码部分下一页33精选版课件ppt的数据将被时钟控制。逐次比较型译码器原理图

返回96精选版课件ppt的数据将被时钟控制。逐次比较型译码器原理图

返回34精选版课6、本PCM实验电路工作原理及测试（1）单路的发、收PCM构成原理如图4所示。话音信号先经防混叠低通滤波器，得到限带信号(300～3400Hz)，进行脉冲抽样，变成8KHz的重复频率的抽样信号，然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”的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，每抽样值编8位码，即共有2的8次方＝256个量化值，因而每话路PCM编码后的标准数码率是64Kbit/s。下一页97精选版课件ppt6、本PCM实验电路工作原理及测试下一页35精选版课件ppt（2）PCM编译码的实验电路框图（3）编码前和译码后信号的示波器观察（4）单路语音发收电路接法（5）2人可对话的双路发收电路接法（6）四个抽样点抽样电平编码后信号返回用Matlab对PCM编译码的仿真思考pcm和△m系统特性比较，总结他们各自的特点。98精选版课件ppt（2）PCM编译码的实验电路框图返回用Matlab对PCM解调抽样低通滤波器再生编码低通滤波器解码量化信道语音输入语音输出（发送）（接收）PCM信号图4PCM原理框图返回99精选版课件ppt解调抽样低通滤波器再生编码低通滤波器解码量化信语音输入语音输4.096MHz可调衰减器÷2÷4÷8÷2D/A÷4÷42KHz正弦信号2.048MHz1.024MHz256KHz64KHz8KHz2KHz位时钟位时钟位时钟位时钟帧同步信号信号源信号源话筒话筒耳机耳机限幅放大音频放大放大限幅放大音频放大放大编码译码编码译码发送滤波接收滤波发送滤波接收滤波信源模块(复接器)终端模块(分接器)返回100精选版课件ppt4.096MHz可调÷2÷4÷8÷2D/A÷4÷42KH返回观察编码前和译码后信号的电路接法2K正弦信号译码器输出编码前和译码后信号观察101精选版课件ppt返回观察编码前和译码后信号的电路接法2K正弦信号译码器输出编单路语音发收电路接法B编码输出端A编码输出端A译码输入端B译码输入端返回102精选版课件ppt单路语音发收电路接法B编码输出端A编码输出端A译码输入端B译2人可对话的双路发收电路接法B编码输出端A编码输出端B译码输入端A译码输入端返回103精选版课件ppt2人可对话的双路发收电路接法B编码输出端A编码输出端B译码输8K的帧信号A编码输出端返回104精选版课件ppt8K的帧信号A编码输出端返回42精选版课件ppt第一路码字第三路码字第二路码字第四路码字返回区别区别105精选版课件ppt第一路码字第三路码字第二路码字第四路码字返回区别区别43精选六、实验步骤1、准备工作：熟悉信源实验模块、终端实验模块，PCM编译码及全双工数字基带通信系统实验模块的电路图，直流稳压源调整好所需电压，经检查后接通实验模块电源。2、观察时钟与时隙信号的波形，测量其频率或周期。3、用示波器观察1个时隙脉冲宽度内所含时钟信号周期。下一页演示录象106精选版课件ppt六、实验步骤1、准备工作：熟悉信源实验模块、终端实验模块，P4、观察单路编码信号。首先，将2K正弦同步信号接入P17或P18，然后将信号调整到输出幅度为固定电平，观察T12或T13测试点的码子，然后改变电位器VR3，改变输入信号幅度，观察T12或T13点码子的变化情况。5、从合路输出观察多路（实验以两路代替）PCM编码信号。6、观察译码器输出的模拟信号，比较编码器之前的模拟信号与译码器输出的模拟信号的变化情况。下一页107精选版课件ppt4、观察单路编码信号。首先，将2K正弦同步信号接入P17或P7、动态范围在满足一定信噪比（S/N)条件下，编译码系统所对应的音频信号的幅度范围定义为动态范围。通常规定音频信号的频率为800Hz（或1000Hz）。动态范围应大于CCITT（国际电报、电话咨询委员会）建议的框架（样板值）。如图5如示。动态范围的测试框图如图6所示。在原理部分已经提到，PCM编译码器允许输入信号的最大幅度为4．36V.为了确保下一页108精选版课件p