通信原理实验PAMPCM编译码器系统_图文

1、通信原理实验报告一11/3/2013实验一PAM编译码器系统一、实验原理和电路说明抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。抽样过程是模拟信号数字化的第一步,抽样性能的优劣关系到通信设备整个系统的性能指标。利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为抽样,抽样后的信号称为脉冲调幅(PAM信号。 h s hh s h h s h h s h 电路原理描述:输入信号首先经过信号选择跳线开关K701,当K701设置在N位置时(左端,输入信号来自电话接口1模块的发送话音信号;当K701设置在T位置时(右端,输入信号来自测试信号。测试信号可以选择外部测试信号或内部测试信号,当设置在

2、交换模块内的跳线开关KQ01设置在1_2位置(左端时,选择内部1KHz测试信号;当设置在2_3位置(右端时选择外部测试信号,测试信号从J005模拟测试端口输入。抽样定理实验采用外部测试信号输入。运放U701A、U701B(TL084和周边阻容器件组成一个3dB带宽为3400Hz的低通滤波器,用于限制最高的语音信号频率。信号经运放U701C缓冲输出,送到U703(CD4066模拟开关。模拟开关U703(CD4066通过抽样时钟完成对信号的抽样,形成抽样序列信号。信号经运放U702B (TL084缓冲输出。运放U702A 、U702C (TL084和周边阻容器件组成一个3dB 带宽为3400Hz

3、的低通滤波器,用来恢复原始信号。跳线开关K702用于选择输入滤波器,当K702设置在F 位置时(左端,送入到抽样电路的信号经过3400Hz 的低通滤波器;当K702设置在NF 位置时(右端,信号不经过抗混迭滤波器直接送到抽样电路,其目的是为了观测混迭现象。设置在交换模块内的跳线开关KQ02为抽样脉冲选择开关:设置在H 位置为平顶抽样(左端,平顶抽样是通过采样保持电容来实现的,且=Ts ;设置在NH 为自然抽样(右端,为便于恢复出的信号观测,此抽样脉冲略宽,只是近似自然抽样。平顶抽样有利于解调后提高输出信号的电平,但却会引入信号频谱失真2/2/(Sin ,为抽样脉冲宽度。通常在实际设备里,收端必

4、须采用频率响应为2/(2/Sin 的滤波器来进行频谱校准,抵消失真。这种频谱失真称为孔径失真。该电路模块各测试点安排如下: 1、 TP701:输入模拟信号2、 TP702:经滤波器输出的模拟信号3、 TP703:抽样序列4、 TP704:恢复模拟信号二、实验仪器1、 J H5001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三、实验目的1、 验证抽样定理2、 观察了解PAM 信号形成的过程3、 了解混迭效应形成的原因四、实验内容准备工作:将交换模块内的抽样时钟模式开关KQ02设置在NH 位置(右端,将测试信号选择开关KQ01设置在外部测试信号输入2_3位

5、置(右端。1.近似自然抽样脉冲序列测量(1首先将输入信号选择开关K701设置在T(测试状态位置,将低通滤波器选择开关K702设置在F(滤波位置,为便于观测,调整函数信号发生器正弦波输出频率为2001000Hz、输出电平为2Vp-p的测试信号送入信号测试端口J005和J006(地。(2用示波器同时观测正弦波输入信号(J005和抽样脉冲序列信号(TP703,观测时以TP703做同步。调整示波器同步电平和微调调整函数信号发生器输出频率,使抽样序列与输入测试信号基本同步。测量抽样脉冲序列信号与正弦波输入信号的对应关系。2.重建信号观测TP704为重建信号输出测试点。保持测试信号不变,用示波器同时观测重

6、建信号输出测试点和正弦波输入信号,观测时以J005输入信号做同步。3.平顶抽样脉冲序列测量将交换模块内的抽样时钟模式开关KQ02设置在H位置(左端。方法同1测量,请同学自拟测量方案。记录测量波形,与自然抽样测量结果做比较。4.平顶抽样重建信号观测将交换模块内的抽样时钟模式开关KQ02设置在H位置(左端。方法同2测量,请同学自拟测量方案。记录测量波形,与自然抽样测量结果对比分析平顶抽样的测试结果。5.信号混迭观测(1当输入信号频率高于4KHz(1/2抽样频率时,重建信号将出现混迭效应。观测时,将跳线开关K702设置在NF(无输入滤波器位置。调整函数信号发生器正弦波输出频率为6KHz7KHz左右、

7、电平为2Vp-p的测试信号送入信号测试端口J005和J006(地。(2用示波器观测重建信号输出波形。缓慢变化测试信号输出频率,注意观察输入信号与重建信号波形的变化是否对应一致。分析解释测量结果。五、实验报告1、整理实验数据,画出测试波形。2、当f s>2f h和f s<2f h时,低通滤波器输出的波形是什么?总结一般规律。六、实验结果1.近似自然抽样脉冲序列测量 2.重建信号观测 3.平顶抽样脉冲序列测量 4.平顶抽样重建信号观测 5.平顶抽样重建信号观测 实验二PCM编译码器系统一、实验原理和电路说明PCM编译码模块将来自用户接口模块的模拟信号进行PCM编译码,该模块采用MC14

8、5540集成电路完成PCM编译码功能。该器件具有多种工作模式和功能,工作前通过显示控制模块将其配置成直接PCM模式(直接将PCM码进行打包传输,使其具有以下功能:1、对来自接口模块发支路的模拟信号进行PCM编码输出。2、将输入的PCM码字进行译码(即通话对方的PCM码字,并将译码之后的模拟信号送入用户接口模块。在通信原理实验平台中,有二套完全一致的PCM编译码模块,这二个模块与相应的电话用户接口模块相连。本教程仅以第一路PCM编译码原理进行说明,另一个模块原理与第一路模块相同,不再重述。PCM编译码器模块电路与ADPCM编译码器模块电路完全一样,由语音编译码集成电路U502(MC145540、

9、运放U501(TL082、晶振U503(20.48MHz及相应的跳线开关、电位器组成。电路工作原理如下:PCM编译码模块中,由收、发两个支路组成,在发送支路上发送信号经U501A运放后放大后,送入U502的2脚进行PCM编码。编码输出时钟为BCLK(256KHz,编码数据从U502的20脚输出(DT_ADPCM1,FSX为编码抽样时钟(8KHz。编码之后的数据结果送入后续数据复接模块进行处理,或直接送到对方PCM译码单元。在接收支路中,收数据是来自解数据复接模块的信号(DT_ADPCM_MUX,或是直接来自对方PCM编码单元信号(DT_ADPCM2,在接收帧同步时钟FSX(8KHz与接收输入时

10、钟BCLK(256KHz的共同作用下,将接收数据送入U502中进行PCM译码。译码之后的模拟信号经运放U501B 放大缓冲输出,送到用户接口模块中。PCM编译码模块中的各跳线功能如下(测试点与ADPCM编译码模块相同:1、跳线开关K501是用于选择输入信号,当K501置于N(正常位置时,选择来自用户接口单元的话音信号;当K501置于T(测试位置时选择测试信号。测试信号主要用于测试PCM的编译码特性。测试信号可以选择外部测试信号或内部测试信号,当设置在交换模块内的跳线开关KQ01设置在1_2位置(左端时,选择内部1KHz测试信号;当设置在2_3位置(右端时选择外部测试信号,测试信号从J005模拟

11、测试端口输入。2、跳线器K502用于设置发送通道的增益选择,当K502置于N(正常位置时,选择系统平台缺省的增益设置;当K502置于T(调试位置时可将通过调整电位器W501设置发通道的增益。3、跳线器K504用于设置PCM译码器的输入数据信号选择,当K504置于MUX(左时处于正常状态,解码数据来自解数据复接模块的信号;当K504置于ADPCM2(中时处于正常状态,解码数据来自对方PCM编码单元信号;当K504置于LOOP(右时PCM单元将处于自环状态。4、跳线器K503用于设置接收通道增益选择,当K503置于N(正常时,选择系统平台缺省的增益设置;当K503置于T(调试时将通过调整电位器W5

12、02设置收通道的增益。在该模块中,各测试点的定义如下:1、TP501:发送模拟信号测试点2、TP502:PCM发送码字（一）PCM 编码器 1. 输出时钟和帧同步时隙信号观测 用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和输出时钟信号（TP503） ，观测时以 TP504 做同步。 分析和掌握 PCM 编码抽样时钟信号与输出时钟的对应关系 （同步沿、 脉冲宽度等） 。 2. 抽样时钟信号与 PCM 编码数据测量 将跳线开关 K501 设置在 T 位置，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） 。 用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502） ，观测时 以 TP504 做同步。分析和掌握 P