实验三脉冲编码调制实验--黄兰凤.doc

汕 头 大 学 实 验 报 告学院: 工学院 系:电子系 专业:通信工程 年级: 2008 成绩:姓名: 黄兰凤 学号:08142013 组: 第一组 实验时间:2010/12/1 指导教师签字: _ 实验四 脉冲编码调制(PCM)实验 一，实验目的 1、了解语音信号 PCM 编译码的工作原理及实现过程。 2、验证 PCM 编译码原理。 3、初步了解 PCM 专用大规模集成电路的工作原理和应用。 4、了解语音信号数字化技术的主要指标，学习并掌握相应的测试方法。 二， 实验仪器1，双踪同步示波器 SR8， 2，数字频率计 8110A 3，低频信号发生器 XFD7 4，毫伏表 GB9 5，直流稳压电源 JWY-30-4 6，毫伏表 GB9 7，失真度测量仪BS1 8，杂音计ND5三， 基本原理 PCM数字电话终端机的构成原理如图 4.1 所示。实验只包括虚线框内的部分，故名 PCM 编译码实验。 为适应语音信号的动态范围，实用的 PCM 编译码必须是非线性的。目前，国际上采用的 均是折线近似的对数压扩特性。ITUT 的建议规定以 13 段折线近似的 A 律(A=87.56)和 15段折线近似的m律(m=255)作为国际标准。A 律和m律的量化特性初始段如图 4.2 和图 4.3 所示。A 律和m律的编译码表分别列于表 1 和表 2。（附本章后） 这种折线近似压扩特性的特点是：各段落间量阶关系都是 2 的幂次，在段落内为均匀分分层量化，即等间隔 16 个分层，这些对于用数字电路实现非线性编码与译码是极为方便的。四， 实验内容（一）时钟部分本实验箱中所有的时隙都是从频率为 4096KHz 的主振分频得到。4096KHz 的主振首先经分频后得到 2048KHz 的位定时，再经分频分相后得到 8KHz 的主同步时钟和路时钟。用示波器在测试点(1)观察主振波形，并测量其频率。在测试点(2)、(3)和(4)观测其它时钟信号。在（四）观察波形f=8KHZ在（三）观察波形f=8KHz在（二）观察波形 f=2043KHz在（一）观察波形f=4098KHz（二）pcm编码译码器将音频信号发生器输出的音频信号从( 5 )(5)输入，在测试点(6)可观察到 PCM 编码输出的码流。码流为10000111（图忘了拍）用连接线连接插孔(6)(7),则在测试点(8)可观察到经译码和和接收低通滤波器恢复出的音频信号。由图可知：码流为10000010（三）系统性能测试系统性能测试有三项指标，即动态范围、信噪比特性、空载噪声和频率特性。1、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，如图 4.6 所示。在这里我们在音频信号的频率 1000Hz 时进行测量。动态范围的测试框图如图 4.7 所示。测量数据：0dB-10dB-20dB-30dB-40dBVin（mv）p-p4720160046416064S/N(dB)3937.537.536282，性噪比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 4.8 所示。信噪比特性测试数据记录于下表。f(Hz)500100020003000S/N(dB)393935.632.4说明：系统信噪比受频率影响小。3，频率特性选一合适的输入电平，改变输入信号的频率，在测试点(8)逐频率点测出译码输出信号的电压值。设输入电平V=4.68V，f（Hz）1002003004005001K2K3K4KVp-p（v）1.065.366.086.086.086.086.086.24560mV实验结果：此结果与理论的频率特性大致一样。理论的结果是：在大约300Hz-3.4KHz,Vp-p不变。五， 实验报告思考题1， pcm编译码系统由哪些部分构成？各部分的作用是什么？pcm编译码系统由收滤波器，发滤波器，编码器，译码器，合路，分路构成。滤波器的作用滤掉不必要的频率成分，减少噪声干扰。编码器的任务是根据输入的样值得到相应的8位二进制代码。译码的作用是把收到的PCM信号还原成相应的样值信号。2， 对pcm和M系统的性能比较，总结它们各自的特点。PCM和M都是模拟信号数字化的基本方法,M实际上是DPCM的一种特例。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，M性能优越，在编码位数多、码率较高时，PCM性能优越。在编码位数时，M性能优于PCM性能;M与PCM抗干扰性能取决于误码的影响。由于M中误码只会引起2的脉冲幅度误差，而在PCM中误码所引起的误码脉冲幅度一般大于2,所以，在同样误码条件下，M系统质量优于PCM质量。如果希望两者有相同的误码噪声功率，则PCM系统中误码率小于M系统中的误码率;M比PCM更适用于对语音信号和图像信号的编码。PCM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。M系统的特点：单路信号单用一个编码设备，设备简单，一般数码率比PCM的低，质量次于PCM