CVSD编码器和CVSD译码器系统

实验六CVSD编码器和CVSD译码器系统一、实验原理和电路说明输入输出CVSD编码系统分别由CVSD发送模块和CVSD译码模块模块完成。CVSD编码器模块将模拟信号进行CVSD编码，转换为数字信号在信道上进行传输。CVSD译码器模块将信道上接收到的数字信号进行CVSD码字译码处理，还原出模拟信号。CVSD编译码器使用了莫托洛拉公司生产的大规模集成电路MC34115芯片，该芯片可用于CVSD编码，又可用作CVSD解码，其取决于芯片第15脚的使能信号：“1”电平为编码方式，“0”电平为译码方式。。CVSD编译码器电路组成框图参见下图：输入输出U801 .,CVSD编码器'J.传输,•・.信道/U901 .CVSD编码器数字信号模拟信号数字信号图4.4.1CVSD编译码模块框图1、CVSD发送模块主要由CVSD编码集成电路U801(MC34115)、运放U802(TL082)、本地译码器、音节滤波器和非线性网络组成，CVSD发送模块原理框图见图1.8.2所示。外部输入的话音信号经U802A缓冲放大之后，送U801的1脚进行CVSD话音编码(CLKT_Data为32KHz的编码时钟)，CVSD编码之后的数据经9脚输出(CVSD_ENOUT)。R806、R807、R808、C805和C804组成的积分网络完成本地译码；TP803是恢复的原始模拟信号(近似值)，该信号通过2脚送入比较器与输入信号进行比较。在TP804可以观测到连码一致性脉冲信号，R813、R814和C806构成音节滤波器，用于对连码一致性脉冲进行平滑。U802B、D801、D802和周围电阻组成非线性网络，使在大信号输入时，量化阶自适应的增加，实现斜率连续可变的自适应增量调制。在通信原理实验箱中，CVSD_ENOUT编码信号可直接送到CVSD译码模块中，亦可经信道调制系统(BPSK或DBPSK)送到接收端。测试信PAM模块CVSD发送模块原理框图图1.8.2输出时钟输出数据U801MC34115模块CVSD发送模块原理框图图1.8.2输出时钟输出数据U801MC34115跳线开关K801是用于选择输入信号，当K801置于N位置时（左端），选择来自经用户接口模块、PAM模块的话音信号；当K801置于T位置时（右端），选择测试信号。测试信号主要用于测试CVSD的编译码特性。测量时，将设置在交换模块内的跳线开关KQ01设置在2_3位置（右端）选择外部测试信号，使测试信号从J005模拟测试端口输入。在该模块中，各测试点定义如下：1、TP801：CVSD编码模拟信号输入2、 TP802:脉幅调制输出3、 TP803:本地译码器输出（双积分网络）4、 TP804:编码一致性检测输出5、 TP805:编码输入时钟（32KHz）6、 TP806：编码数据输出（32Kbps）7、 TP807:量化阶距调整信号CVSD译码模块主要由CVSD解码集成电路U901（MC34115）、运放U902（TL082）、本地译码器、音节滤波器和非线性网络组成，CVSD译码模块电原理图见图1.8.3所示。信道上来的CVSD数字信号送入U901的13脚，进行CVSD译码处理（14脚为译码时钟），译码之后还原的模拟信号经U902A缓冲放大输出。本地译码器、音节滤波器和非线性网络的组成与编码器相同，其功能可参见编码器一节。跳线开关K901是用于解码输入数据选择，当K901置于CH位置时（左端），解码输入数据来自调制解调器信道；当K901置于LOOP位置时（右端），解码输入数据直接来自CVSD编码模块。跳线开关K902是用于解码输入时钟选择，当K902置于CH位置时（左端），解码输入时钟来自调制解调器信道；当K902置于LOOP位置时（右端），解码输入时钟直接来自CVSD编码模块。使用时，跳线开关K901和K902应设置在同一位置上。在该模块中，各测试点定义如下：1、 TP901:译码数据输入（32Kbps）2、 TP902:译码输入时钟（32KHz）3、 TP903:译码一致性检测输出4、 TP904:脉幅调制输出5、 TP905：CVSD译码模拟信号输出CVSDCVSDTP905编码器编码器U902a放大器LOOPCHLOOPCH器线跳器线跳分器萩积收数0据TP901图1.8.3TP904TP902CVSDU901JMC34115接收模块原理框图CVSDCVSDTP905编码器编码器U902a放大器LOOPCHLOOPCH器线跳器线跳分器萩积收数0据TP901图1.8.3TP904TP902CVSDU901JMC34115接收模块原理框图调制脉幅TP902U902B非线性网络检测三连码音节滤波器TP903如d来自来自信道自来自信道▲解码输出二、 实验仪器1、 JH5001通信原理综合实验系统 一台2、 20MHz双踪示波器 一台3、 函数信号发生器 一台4、 音频信道传输损伤测试仪 一台三、 实验目的1、 了解语音信号的AM编译码的工作原理；2、 验证CVSD编译码原理；3、 了解CVSD专用大规模集成电路的工作原理、外围电路和一般使用方法;4、 熟悉语音数字化技术的主要指标及测量方法；四、 实验内容（一）CVSD编码器发送时钟和CVSD编码数据测量将输入信号选择跳线开关K801设置在T位置（右端），用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。（1） 用示波器同时观测输入信号端口TP801和编码输出数据信号端口TP806的波形，观测时以TP801做同步。观察和分析编码输出数据与输入信号的对应关系。思考：CVSD是连续可变斜率增量编码，如何从输出编码数据中反映出信号斜率的大小？（2） 将测试信号频率固定在1000Hz,调整测试信号电平，继续观察编码输出连码数据随输入信号电平变化的对应关系。（3） 将测试信号电平固定在2Vp-p，调整测试信号频率，继续观察编码输出连码数据随输入信号频率变化的对应关系。一致脉冲（连码检测）观测输入测试信号同前。（1）用示波器同时观测输入信号端口TP801和一致性脉冲（三连码检测）输出数据信号端口TP804波形，观测时以TP801做同步。一致性脉冲低电平有效。分析一致性脉冲与输入模拟信号斜率的关系。（2） 将测试信号频率固定在1000Hz，调整测试信号电平，观察一致性脉冲随输入信号电平变化的相互关系。（3） 将测试信号电平固定在2Vp-p，调整测试信号频率，观察一致性脉冲随输入信号频率变化的相互关系。CVSD量化阶电平调整观测输入测试信号同前。（1） 用示波器同时观测输入信号端口TP801和量化阶电平调整信号端口TP807的波形，观测时以TP801做同步。观察量化阶随TP807电平变化情况。分析量化电平与输入模拟信号斜率的关系。（2） 将测试信号频率固定在1000Hz，调整测试信号电平，观察量化阶电平随输入信号电平变化的相互关系。（3） 将测试信号电平固定在2Vp-p，调整测试信号频率，观察量化阶电平随输入信号频率变化的相互关系。CVSD本地译码器信号观测输入测试信号同前。（1） 用示波器同时观测输入信号端口TP801和本地译码输出信号端口TP803的波形，观测时以TP801做同步。观察本地译码输出信号跟踪输入信号的情况。（2） 将测试信号频率固定在1000Hz，缓慢增加测试信号电平，观察本地译码输出信号跟踪输入信号的跟踪和过载情况。（3） 将测试信号电平固定在2Vp-p，调整测试信号频率，观察本地译码输出信号跟踪输入信号的跟踪和过载情况。（二）CVSD译码器将跳线开关K801、K901和K902设置在LOOP位置（右端），此时直接将发送端CVSD编码数据和发送时钟送入CVSD译码器。1.CVSD译码模拟输出信号观测输入测试信号CVSD编码实验。（1） 用示波器同时观测解码器输出信号端口TP905和编码器输入信号端口TP801的波形，观测时以TP801做同步。定性的观测解码恢复出的模拟信号质量。（2） 将测试信号频率固定在1000Hz，改变测试信号电平，定性的观测解码恢复出的模拟信号质量。观察量化噪声和过载失真随输入信号电平变化的相关关系。（3） 将测试信号电平固定在2Vp-p，调整测试信号频率，定性的观测解码恢复出的模拟信号质量。观察量化噪声和过载失真随输入信号频率变化的相关关系。接收端一致脉冲观测方法同CVSD编码器的实验2.。接收量化阶电平调整观测方法同CVSD编码器的实验3.。（三）系统性能指标测量当无音频损伤测试器时，与信噪比、噪声有关的指标可以用示波器直观定性的观测。CVSD编译码系统动态范围测量动态范围是指在满足一定信噪比的条件下，允许输入信号电平变化的范围。测试时将CVSD编码模块跳线开关K801设置在T位置，将CVSD译码模块K901和K902设置在LOOP位置，此时使CVSD编码器和译码器构成自环。测量参见第四章实验二系统指标测量中1.测试方法，请同学自拟测量方案。该项测量内容视配备的教学仪表来定。可以直接通过音频损伤测试仪测试。CVSD编译码系统信噪比测量跳线开关设置同上。测量参见第四章实验二系统指标测量中2.测试方法，请同学自拟测量方案。该项测量内容视配备的教学仪表来定。可以直接通过音频损伤测试仪测试频率特性测量跳线开关设置同上。用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。用示波器（或电平表）测量输出信号端口（TP905）的电平。改变函数信号发生器输出频率，用点频法测量。测量频率范围：250Hz〜4000Hz。该项测量可以直接通过音频损伤测试仪测试。信道增益测量跳线开关设置同上。用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。用示波器（或电平表）测量输出信号端口（TP905）的电平。将收发电平的倍数（