实验四-PCM编译码及TDM时分复用实验PPT课件.ppt

实验性质 验证性实验 实验四PCM编译码及TDM时分复用实验 1 一 实验目的 1 掌握PCM编译码原理 2 掌握PCM基带信号的形成过程及分接过程 2 二 实验预习要求 首先预习 通信原理 教材中关于脉冲编码调制PCM原理的有关章节 然后 再阅读本实验内容 3 三 实验仪器仪表 1 70MHz双踪数字存储示波器一台2 实验模块 低频信号源输出模块一低频信号源输出模块二数字时钟信号源模块PCM编译码模块 4 三 实验仪器仪表 5 四 实验原理1 PCM 脉冲编码调制 PCM 简称脉码调制 它是一种用一组二进制数字代码来代替连续信号的抽样值 从而实现通信的方式 由于这种通信方式抗干扰能力强 它在光纤通信 数字微波通信 卫星通信中均获得了极为广泛的应用 6 四 实验原理1 PCM PCM是一种最典型的语音信号数字化的波形编码方式 其系统原理框图如图1所示 首先 在发送端进行波形编码 主要包括抽样 量化和编码三个过程 把模拟信号变换为二进制码组 编码后的PCM码组的数字传输方式可以是直接的基带传输 也可以是对微波 光波等载波调制后的调制传输 在接收端 二进制码组经译码后还原为量化后的样值脉冲序列 然后经低通滤波器滤除高频分量 便可得到重建信号 7 PCM系统原理框图 8 综上所述 PCM信号的形成是模拟信号经过 抽样 量化 编码 三个步骤实现的 图2给出了PCM信号形成的示意图 9 10 对于电话 ITU T规定的抽样率为8KHZ 每个抽样值编8位码 即共有28 256个量化值 因而每话路PCM编码后的标准数码率是 在实际中采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法 2 量化 64Kb s 11 在实际中广泛使用的是两种对数形式的压缩特性 一种是采用13折线近似A律压缩特性 另一种是采用15折线近似 律压缩特性 A律13折线主要用于英 法 德等欧洲各国的PCM30 32路基群中 我国的PCM30 32路基群也采用A律13折线压缩特性 律15折线主要用于美国 加拿大和日本等国的PCM24路基群中 CCITT建议G 711规定上述两种折线近似压缩律为国际标准 且在国际间数字系统相互连接时 要以A律为标准 12 图3A律与 律的压缩特性 13 A律PCM基群帧结构如下图所示 14 3 PCM编解码集成电路 国内外有代表性的PCM编解码集成电路有很多 在本实验中 选用了芯片作为PCM编解码电路来作实验 编译码器是本实验中最易受损器件 稍有不慎就有烧坏的可能 所以我们在实验中要求特别细致 PCM编译码器TP3057所需的工作时钟为2 048MHz 15 图4点到点PCM多路电话通信原理 本实验模块可以传输两路话音信号 采用TP3057编译器 它包括了上图中的收 发低通滤波器及PCM编译码器 编码器输入信号可以是本实验模块内部产生的正弦信号 也可以是外部信号源的正弦信号或电话信号 本实验模块中不含电话机和混合电路 广义信道是理想的 即将复接器输出的PCM信号直接送给分接器 16 PCM编译码模块原理本模块的原理方框图及电路图如图5所示 图5PCM编译码原理方框图 17 该模块上有以下测试点和输入点 BS TX BS RXPCM基群时钟信号 位同步信号 测试点 发 收 FS TA FS RA信号A的抽样信号及时隙同步信号测试点 发 收 FS TB FS RB信号B的抽样信号及时隙同步信号测试点 发 收 SA IN输入到编码器A的信号测试点SB IN输入到编码器B的信号测试RA OUT信号A译码输出信号测试点RB OUT信号B译码输出信号测试点PCM OUT PCM INPCM基群信号测试点本模块上有SPCM1用来选择SLB信号为时隙同步信号SL1 SL2中的任一个 18 五 实验内容 用示波器观察两路音频信号的编码结果 观察PCM基群信号 8 7 4 3 2 5 6 1 波码开关SPCM1接通SL1 01 SL2 10 6 19 六 实验步骤 1 熟悉PCM编译码模块 使用波码开关SPCM1接通SL1 或SL3 用实验导线连接低频可调信号产生单元的正弦信号输出到SA IN SB IN 将数字时钟信号源的2048K输出连接至BS TX和BS RX 短接PCM OUT和PCM IN 短接FS TA和FS RA 短接FS TB和FS RB 2 接通交流电源开关和所使用模块的电源开关 3 用示波器观察SA IN SB IN 调节信号源的电位器 使正弦信号SA IN SB IN波形的频率小于4KHz 不失真 峰峰值小于5V 20 六 实验步骤 4 用示波器观察PCM编码输出信号 示波器CH1接FS TA 示波器扫描周期不超过FS的周期 以便观察到一个完整的帧信号 CH2分别接PCM OUT FS TB 观察编码后的数据所处时隙位置与时隙同步信号的关系以及PCM信号的帧结构 注意 本实验的帧结构中有29个时隙是空时隙 FS TA及FS TB的脉冲宽度等于一个时隙宽度 信号A在第2时隙 信号B的时隙由开关SPCM1分别接通SL1 01 SL2 10 来控制 观察PCM基群帧结构的变化情况 21 六 实验步骤 5 用示波器观察PCM译码输出信号示波器的CH1接SA IN CH2接RA OUT 观察这两个信号波形是否相同 有相位差 示波器的CH1接SB IN CH2接RB OUT 观察这两个信号波形是否相同 有相位差 22 七 实验报告记录波形 1 记录数字时钟信号CLK 两路正弦信号输入SA IN SB IN 2 当波码开关SPCM1分别接通SL1 01 和SL2 10 时 记