PCM编码实验报告Word文档格式.doc
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系统输出信噪比特性测量
编码动态范围和系统动态范围测量?
系统幅频特性测量?
空载噪声测量
三、基本原理
脉冲编码(pcm)技术已经在数字通信系统中得到了广泛的应用.十多年来,由于超大规
模集成技术的发展,pcm通信设备在缩小体积,减轻重量,降低功耗,简化调试以及方便维护等方面都有了显著的改进.目前,数字电话终端机的关键部件,如编译码器(codec)和话路滤波器等都实现了集成化.本实验是以这些产品编排的pcm编译码系统实验,以期让实验者了解通信专用大规模集成电路在通信系统中应用的新技术.
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.
发滤波器
voice
编
码器
合路
发
混合装置
收滤波器
译
分路
收
图4.1pcm数字电话终端机的结构示意图
1、实验原理和电路说明
pcm编译码系统由定时部分和pcm编译码器构成,电路原理图附于本章后.
pcm编译码原理
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.itu-t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μ律(μ=255)作为国际标准.a律和μ律的量化特性初始段如图4.2和图4.3所示.a律和μ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.?
pcm编译码器简介
鉴于我国国内采用的是a律量化特性,因此本实验采用tp3067专用大规模集成电路,它是cmos工艺制造的单片pcma律编译器,并且片内带输入输出话路滤波器.tp3067的管脚如图4.4所示,内部组成框图如图4.5所示.tp3067的管脚定义简述如下:
(1)vpo+收端功率放大器的同相输出端.
(2)gnda模拟地.所有信号都以此管脚为参考.(3)vpo-收端功放的反相输出端.(4)vpi收端功放的反相输入端.
(5)vfro接收部分滤波器模拟输出端.(6)vcc+5v电压输入.
(7)fsr接收部分帧同步时隙信号,是一个8khz脉冲序列.(8)dr接收部分pcm码流解码输入端.
(9)bclkr/clksel位时钟(bitclock),它使pcm码流随着fsr上升沿逐位移入dr端,位时钟可以为从64khz到2048mhz的任意频率.或者作为一个逻辑输入选择1536mhz,1544mhz或
2048mhz,用作同步模式的主时钟.
(10)mclkr/pdn接收部分主时钟,它的频率必须为1536mhz,1544mhz或2048mhz.可以和mcklx
异步,但是同步工作时可达到最佳状态.当mclkx接低电平,mclkr被选择为内部时钟,当mclkx接高电平,该芯片进入低功耗状态.
(11)mclkx发送部分主时钟,必须为1536mhz,1544mhz或2048mhz.可以和mclkr异步,但是同步工作时可达到最佳状态.
(12)bclkx发送部分时钟,使pcm码流逐位移入dr端.可以为从64khz到2048mhz的任意频率,但必须和mclkx同步.
(13)dx发送部分pcm码流编码输出端.
(14)fsx发送部分帧同步时隙信号,为一个8khz的脉冲序列.(15)tsx漏极开路输出端,它在编码时隙输出低电平.
(16)anlb模拟反馈输入端.在正常工作状态下必须置成逻辑0.当置成逻辑1时,发送部分滤波器的输入端并不与发送部分的前置滤波器相连,而是和接收部分功放的vpo+相连.(17)gsx发送部分输入放大器的模拟基础,用于在外部同轴增益.(18)vfxi发送部分输入放大器的反相输入端。
(19)vfxi发送部分输入放大器的同乡输入端。
(20)v58接-5v电源
vpo+gndavpo-vpivfrovccfsrdrbclkr/clksetmclkr/pdn
12345678910
201918
vbbvfxi+vfxi-gsxanlbtsxfsxdxbclkxmclkx
tp3067
17161514131211
图4.4tp3067管脚图
定时部分
tp3067编译码器所需的定时脉冲均由定时部分提供。
这里只需要主时钟2048khz和帧定时8khz信号。
为了简化实验内容,本实验系统的编译码部分公用一个定时源以确保发收时隙的同步。
在实际的pcm数字电话设备中,必须有一个同步系统来保证发收同步的。
dr
tsx
fsxbclkx
bclkr/mclkr/
pdnclkset
四、实验仪器
可选仪器
五、实验内容
(一)、电源检查
使用万用表检测实验箱的电源接入点和gnd之间是否有短路现象,
如果有则禁止继续
实验.
在实验箱中使用了7805和7905芯片来保护实验板电子元器件,由于稳压器需要一定的电压差,故电路板上+5v,-5v的电源需要由+7v,-7v的电源通过稳压来提供.两组电源的接入点请参考电路板上的印刷文字.
在连接电源和实验箱之前,一定要用万用表确认两组电源的电压极性和电压值正确,在确认完全无误之前不允许将实验箱和电源连接.
(二)、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.
(三)、pcm编译码器
将音频信号发生器输出的音频信号从(5′)~(5)输入,其中5为gnd,5′为信号输入端.
输入信号的频率为1khz,幅度为2v(峰峰值),在测试点(6)可观察到pcm编码输出的码流.(需要指出的是,由于我们只在一个时隙上工作,而标准的基群信号中间包括32个时隙,由于没有在其它时隙进行编码,因此编码器只在一个时隙上有输出,然后慢慢衰竭,这样从表明上看起来pcm输出码流象一个衰减振荡).
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.比较该信号与输入信号的差别.
(四)、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.
302010
(s/n)(db)
-50
图
-40-30-20-100
(dbmo)
4.6pcm编译码系统动态范围样板值篇二:
实验十一:
pcm编译码实验报告
实验报告
哈尔滨工程大学教务处制
实验十一pcm编译码实验
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。
3.掌握语音信号pcm编译码系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
二、实验仪器
1.双踪示波器一台2.通信原理ⅵ型实验箱一台
3.m3:
pcm与adpcm编译码模块和m6数字信号源模块4.麦克风和扬声器一套
三、实验步骤
1.实验连线
关闭系统电源,进行如下连接:
非集群方式
2.熟悉pcm编译码模块,开关k1接通sl1,打开电源开关。
3.用示波器观察sta、stb,将其幅度调至2v。
4.用示波器观察pcm编码输出信号。
当采用非集群方式时:
测量a通道时:
将示波器ch1接sla(示滤波器扫描周期不超过sla的周期,
以便观察到一个完整的帧信号),ch2接pcmaout,观察编码后的数据与时隙同步信号的关系。
测量b通道时:
将示波器ch1接slb,(示滤波器扫描周期不超过slb的周期,
以便观察到一个完整的帧信号),ch2接pcmbout,观察编码后的数据与时隙同步信号的关系。
当采用集群方式时:
将示波器ch1接sl0,(示滤波器扫描周期不超过sl0的周期,
以便观察到一个完整的帧信号),ch2分别接sla、pcmaout、slb、pcmbout以及pcm_out,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,sl0、sla及slb的脉冲宽度等于一个时隙宽度)。
开关s2分别接通sl1、sl2、sl3、sl4,观察pcm基群帧结构的变化情况。
5.用示波器观察pcm译码输出信号
示波器的ch1接sta,ch2接sra,观察这两个信号波形是否相同(有相位差)。
6.用示波器定性观察pcm编译码器的动态范围。
将低失真低频信号发生器输出的1khz正弦信号从sta-in输入到mc145503编码器。
示波器的ch1接sta(编码输入),ch2接sra(译码输出)。
将信号幅度分别调至大于5vp-p、等于5vp-p,观察过载和满载时的译码输出波形。
再将信号幅度分别衰减10db、20db、30db、40db、45db,观察译码输出波形。
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