脉冲编码调制与解调实验
云南师范大学通信原理实验-05(脉冲编码调制与调解PCM)
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二．实验过程
1、实验现象及结果 ① 按照步骤一的连接好实验实物，如图：
测得 PCM 编码信号（PCMB-OT）的波形如下：
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与上路帧同步信号对比波形为：
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两者比较波形如下：
其中上路系带模拟信号（S-IN）与下路 PCM 解调信号（JPCM）波形如下：
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课后总结及思考： 1、TP3067 PCM 编码器输出的 PCM 码的速率是多少？在本实验中，为什么要给 TP3067 提供 2.048MHz 的时钟？ 答：TP3067 PCM 编码器输出的 PCM 码的速率是 64Kb/S，属于国际标准。 由 PCM 帧结构知，l 帧共有 32 路时隙，每路时隙 8bit，每秒有 8000 帧，故 30/32 路 PCM 基群的码率为：8000*32*8=2.048Mb/s，即 TP3067 提供的 PCM 编译码电路的时钟 频率。 2、在脉码调制中，选用折叠二进码为什么比选用自然二进码好？ 答：采用折叠二进码可以大为简化编码的过程，而且在传输过程中如果出现误码，对 小信号的影响较小，有利于减小平均量化噪声。 3、脉冲编码调制系统的输出信噪比与哪些因素有关？ 答：均匀量化器的输出信号量噪比为 S/Nq=M2。对于 PCM 系统，解码器中具有这个 信号量噪比的信号还要通过低通滤波器。用 N 位二进制码进行编码时，上式可写为 S/Nq=22N。这表明，PCM 系统的输出信号蓐噪比仅和编码位数 N 有关，且随 N 按指数 规律增大。对于一个频带限制在 f 的低通信号，按抽样定理，有 S/Nq=22（B/f） ，即 PCM 系统的输出信号晕噪比随系统的带宽 B 按指数规律增长。
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低功耗工作电流 30mA,备用状态时只有 100pA 出，与 TTL 电平兼容。 一般商业品工作温度范围为 0-70℃，工业品为-40-+85℃。 实物图如下：
实验四 脉冲编码调制与解调实验(PCM)
实验四脉冲编码调制与解调实验（PCM）一、实验目的1、掌握抽样信号的量化原理。
2、掌握脉冲编码调制的基本原理。
3、了解PCM系统中噪声的影响。
二、实验内容1、对模拟信号脉冲编码调制，观测PCM编码。
2、将PCM编码解调还原。
三、实验仪器1、信号源模块一块2、模拟信号数字化模块一块3、20M双踪示波器一台4、带话筒立体声耳机一副四、实验原理PCM原理框图如下图9-1所示。
编码部分译码部分图9-1 PCM原理框图上图中，信号源模块提供音频范围内模拟信号及时钟信号，包括工作时钟2048K、位同步时钟64K、帧同步时钟8K，送模拟信号数字化模块，经抽样保持、量化、编码过程，产生64K码速率的PCM编码信号。
译码部分同样将PCM编码与各时钟信号送入，经译码、低通滤波器，还原出模拟信号。
五、实验步骤1、将模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。
2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下两个模块中的电源开关，对应的发光二极管灯亮，两个模块均开始工作。
（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）3、PCM编码（1）信号源模块“2K正弦基波”幅度调节至3V左右。
（2）实验连线如下：信号源模块模拟信号数字化模块（模块左下方PCM编解码）2K正弦基波—————S－IN2048K———————2048K－IN64 K————————CLK－IN8K————————FRAM－IN（3）以“FRAM-IN”信号为内触发源，示波器双踪观测“FRAM-IN”、“PCM-OUT”测试点波形,PCM编码能够稳定观测，且每四帧编码为一个周期。
说明：帧信号对应的4位PCM编码的第一位码，是上一帧8位PCM编码的第8位，可能出现半位为0，半位为1的情况，这是由使用的PCM编译码芯片的工作时序决定。
（4）以“S-IN”信号为内触发源，示波器双踪观测“S-IN”、“PCM-OUT”测试点波形，PCM编码能够稳定观测，每一周期正弦波对应4帧共32位PCM编码，且32位一循环，码速率为64K。
脉冲编码调制与解调实验
实验二脉冲编码调制与解调实验—. 实验目的1.加深对PCM编码过程的理解。
2.熟悉PCM编、译码专用集成芯片的功能和使用方法。
3.了解PCM系统的工作过程。
二. 实验电路工作原理（一） PCM基本工作原理脉冲调制就是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号后在信道中传输。
脉码调制就是对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化、编码的过程。
所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。
该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。
它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。
在该实验中，抽样速率采用8Kbit/s。
所谓量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。
一个模拟信号经过抽样量化后，得到已量化的脉冲幅度调制信号，它仅为有限个数值。
所谓编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。
然而，实际上量化是在编码过程中同时完成的，故编码过程也称为模/数变换，可记作A/D。
由此可见，脉冲编码调制方式就是一种传递模拟信号的数字通信方式。
PCM的原理如图2-1所示。
话音信号先经防混叠低通滤波器，进行脉冲抽样，变成8KHz 重复频率的抽样信号（即离散的脉冲调幅PAM信号），然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”办法量化为有限个幅度取值的信号，再经编码，转换成二进制码。
对于电话，CCITT 规定抽样率为8KHz，每抽样值编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64kb/s。
为解决均匀量化时小信号量化误差大、音质差的问题，在实际中采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法，即量化特性在小信号时分层密、量化间隔小，而在大信号时分层疏、量化间隔大，如图2—2所示。
在实际中广泛使用的是两种对数形式的压缩特性：A律和 律。
A 律PCM 用于欧洲和我国，μ律用于北美和日本。
PCM编译码实验
PCM编译码实验一、实验目的1、掌握脉冲编码调制与解调的原理。
2、掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
3、了解脉冲编码调制信号的频谱特性。
二、实验内容1、观察脉冲编码调制与解调的结果，分析调制信号与基带信号之间的关系。
2、改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。
3、改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。
4、改变位同步时钟，观测脉冲编码调制波形。
三、实验器材1、信号源模块一块2、②号模块一块3、20M双踪示波器一台4、立体声耳机一副5、连接线若干四、实验原理（一）基本原理模拟信号进行抽样后，其抽样值还是随信号幅度连续变化的，当这些连续变化的抽样值通过有噪声的信道传输时，接收端就不能对所发送的抽样准确地估值。
如果发送端用预先规定的有限个电平来表示抽样值，且电平间隔比干扰噪声大，则接收端将有可能对所发送的抽样准确地估值，从而有可能消除随机噪声的影响。
脉冲编码调制（PCM）简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。
脉码调制的过程如图5-1所示。
PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。
抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号；量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散、幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。
国际标准化的PCM 码组（电话语音）是用八位码组代表一个抽样值。
编码后的PCM 码组，经数字信道传输，在接收端，用二进制码组重建模拟信号，在解调过程中，一般采用抽样保持电路。
预滤波是为了把原始语音信号的频带限制在300Hz ～3400Hz 左右，所以预滤波会引入一定的频带失真。
在整个PCM 系统中，重建信号的失真主要来源于量化以及信道传输误码。
通常，用信号与量化噪声的功率比，即信噪比S/N 来表示。
国际电报电话咨询委员会（ITU-T ）详细规定了它的指标，还规定比特率为64kbps ，使用A 律或μ律编码律。
数字通信原理-PCM编解码
实验操作
（1）将正弦波幅度最大处调节到示波器正中间，用示波器对比观测AOUT模拟信号输入和模块21：PCM编码输出。 （2）用示波器对比观测A-OUT模拟信号输入和模块21：PCM音频输出 （译码输出）。 （3）把模拟信号输入切换到MUSIC，再将模块21：PCM音频输出连到 模块21：PCM音频输入，调节音量，可以通过扬声器听到解码后的声音 。
实验步骤
实验项目一： 测试W681512的幅频特性 1、关电，按表格所示进行连线。
实验步骤
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【PCM编码 】→【A律编码观测实验】。调节W1主控&信号源使信号A-OUT输出峰 峰值为3V左右。将模块21的开关S1拨至“A-Law”，即完成A律PCM编 译码。 3、此时实验系统初始状态为：设置音频输入信号为峰峰值3V，频率 1KHz正弦波；PCM编码及译码时钟CLK为64KHz方波；编码及译码帧同 步信号FS为8KHz。
实验三 PCM编解码
实验目的
1.掌握脉冲编码调制与解调的原理。 2.掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及 测量方法。 3.了解脉冲编码调制信号的频谱特性。 4.熟悉了解W68PCM，Pulse Coding Modulation），模拟 信号数字化
实验报告
1、PCM编码输入信号 Vs FS编码帧 Vs PCM编码输出信号，并说明 2、PCM编码输入信号 Vs PCM译码输出信号 3、听到音乐
抽样(Sampling) 量化（Quantizing） 编码（Coding） 压缩等
实验原理
music/A-out
编码输入
信号源
FS CLK
T1
帧同步 时钟
主时钟
1.PCM脉冲编码调制解调
实验报告课程名称通信原理实验名称脉冲编码调制解调实验专业通信工程班级学号姓名指导教师彭祯2011年6 月4日实验一脉冲编码调制解调实验实验名称脉冲编码调制解调实验评分实验日期2011 年10 月9 日指导教师彭祯姓名专业班级通信工程学号一、实验目的1、掌握脉冲编码调制与解调的原理。
2、掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
3、了解脉冲编码调制信号的频谱特性。
4、了解大规模集成电路W681512的使用方法。
二、实验内容1、观察脉冲编码调制与解调的结果，分析调制信号与基带信号之间的关系。
2、改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。
3、改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。
4、改变位同步时钟，观测脉冲编码调制波形。
三、实验器材1、信号源模块一块2、②号模块一块3、20M双踪示波器一台4、立体声耳机一副5、连接线若干四、实验原理PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。
抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号；量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散、幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。
国际标准化的PCM码组（电话语音）是用八位码组代表一个抽样值。
编码后的PCM码组，经数字信道传输，在接收端，用二进制码组重建模拟信号，在解调过程中，一般采用抽样保持电路。
预滤波是为了把原始语音信号的频带限制在300Hz～3400Hz左右，所以预滤波会引入一定的频带失真。
图1-1 PCM 调制原理框图五、实验步骤1、将信号源模块和模块2固定在主机箱上，确保电源接触良好。
2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，将信号源模块和模块2的电源开关拨下，观察指示灯是否点亮，红灯为+5V电源指示灯，绿灯为-12V电源指示灯，黄色为+12V 电源指示灯。
（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，再打开电源做实验，不要带电连线）。
脉冲编码调制实验报告
一、实验目的1. 了解脉冲编码调制（PCM）的工作原理和实现过程；2. 掌握PCM编译码器的组成和功能；3. 验证PCM编译码原理在实际应用中的有效性；4. 分析PCM编译码过程中可能出现的问题及解决方法。
二、实验原理脉冲编码调制（PCM）是一种将模拟信号转换为数字信号的方法。
其基本原理是：首先对模拟信号进行抽样，使其在时间上离散化；然后对抽样值进行量化，使其在幅度上离散化；最后将量化后的信号编码成二进制信号。
PCM编译码器是实现PCM调制和解调的设备。
1. 抽样：抽样是指在一定时间间隔内对模拟信号进行采样，使其在时间上离散化。
抽样定理指出，为了无失真地恢复原信号，抽样频率必须大于信号最高频率的两倍。
2. 量化：量化是指将抽样值进行幅度离散化。
量化方法有均匀量化和非均匀量化。
均匀量化是将输入信号的取值域按等距离分割，而非均匀量化则是根据信号特性对取值域进行不等距离分割。
3. 编码：编码是指将量化后的信号编码成二进制信号。
常用的编码方法有自然二进制编码、格雷码编码等。
三、实验仪器与设备1. 实验箱：包括模拟信号发生器、抽样器、量化器、编码器、译码器等；2. 示波器：用于观察信号波形；3. 数字频率计：用于测量信号频率；4. 计算机软件：用于数据处理和分析。
四、实验步骤1. 模拟信号发生器输出一个连续的模拟信号；2. 通过抽样器对模拟信号进行抽样，得到一系列抽样值；3. 对抽样值进行量化，得到一系列量化值；4. 将量化值进行编码，得到一系列二进制信号；5. 将二进制信号输入译码器，恢复出量化值；6. 将量化值进行反量化，得到一系列反量化值；7. 将反量化值通过重建滤波器，恢复出模拟信号；8. 观察示波器上的信号波形，分析PCM编译码过程。
五、实验结果与分析1. 观察示波器上的信号波形，可以发现，通过PCM编译码过程，模拟信号被成功转换为数字信号，再恢复为模拟信号。
这验证了PCM编译码原理在实际应用中的有效性。
实训3 脉冲编码调制(PCM)实验
实训三：脉冲编码调制（PCM ）实验
一、实验目的
1、了解语音信号编译码的工作原理；
2、验证PCM 编码原理；
3、初步了解PCM 专用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及测试方法；
二、实验仪器 双踪同步示波器
三、实验内容与步骤
1、用示波器在（TP1）观察主振波形、在（TP2）、（TP3）和（TP4）观察波形，记录它们的频率和幅度；并比较（TP3）和（TP4）的相位，在同一坐标系中画出其波形；
（TP1）和（TP2）
（TP3）和（TP4）
2、打开低频函数发生器电源，用示波器观察输出端，调节频率和幅度电位器，输出正弦波f = 1KHz 、Vp-p = 2V ；
3、正弦波信号从信号输入端（TP5）输入；
4、观察（TP6）PCM 编码输出的码流，画出其波形；
PCM 编码输出（TP6）
5、连接（TP6）—（TP7）观察经译码和接收低通滤波器恢复出的同相输出音频信号（TP8）和反相输出的音频信号（TP8′），记录各点的波形频率和幅度；
译码输出（TP8）
译码输出（TP8’）
6、测试系统的频率特性：改变信号频率f ，在（TP8）观察经低通滤波器后的音频信号，测量整个系
四、实验报告
1、整理实验数据，画出相应的曲线和波形；
2、PCM编译系统由那些部分构成？各部分的作用是什么？
3、实验心得与体会。
脉冲编码调制与解调实验
实验五脉冲编码调制解调实验一、实验目的1．掌握脉冲编码调制与解调的原理。
2．掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
3．了解脉冲编码调制信号的频谱特性。
4．了解大规模集成电路W681512的使用方法。
二、实验内容1．观察脉冲编码调制与解调的结果，观察调制信号与基带信号之间的关系。
2．改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。
3．改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。
4．改变位同步时钟，观测脉冲编码调制波形。
三、实验器材1.信号源模块2.模拟信号数字化模块3.终端模块（可选）4.频谱分析模块5.20M双踪示波器一台6.音频信号发生器（可选）一台7.立体声单放机（可选）一台8.立体声耳机一副9.连接线若干四、实验原理模拟信号进行抽样后，其抽样值还是随信号幅度连续变化的，当这些连续变化的抽样值通过有噪声的信道传输时，接收端就不能对所发送的抽样准确地估值。
如果发送端用预先规定的有限个电平来表示抽样值，且电平间隔比干扰噪声大，则接收端将有可能对所发送的抽样准确地估值，从而有可能消除随机噪声的影响。
编码调制（PCM）简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。
脉码调制的过程如图8-1所示。
PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。
抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号；量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。
国际标准化的PCM 码组（电话语音）是八位码组代表一个抽样值。
编码后的PCM码组，经数字信道传输，在接收端，用二进制码组重建模拟信号，在解调过程中，一般采用抽样保持电路。
预滤波是为了把原始语音信号的频带限制在300－3400Hz 左右，所以预滤波会引入一定的频带失真。
图8-1 PCM 调制原理框图在整个PCM系统中，重建信号的失真主要来源于量化以及信道传输误码，通常，用信号与量化噪声的功率比，即信噪比S/N来表示，国际电报电话咨询委员会（ITU-T）详细规定了它的指标，还规定比特率为64kb/s，使用A律或 律编码律。
通信原理-脉冲编码调制与解调实验波形拍摄
三．实验过程及波形记录1.对任意频率、幅度的模拟正弦信号脉冲编码调制与解调实验。
⑴将信号源模块中BCD码分频值（拔码开关SW04、SW05）设置为00000000 00000001，模拟信号数字化模块中拔码开关S1设置为0000，“编码幅度”电位器逆时针旋转到底。
⑵信号源模块产生一频率为2KHz,由“模拟输出”端送入到模拟信号数字化模块的“S-IN”端，再分别连接信号源模块的信号输出端“64K”、“8K”、“BS”与模拟信号数字化模块的信号输入端“CLKB-IN”、“FRAMEB-IN”、“2048K-IN”。
开电，观察“PCMB-OUT”端PCM编码。
⑶断电，分别连接模拟信号数字化模块上编译码时钟信号“CLKB-IN”和“CLK2-IN”,帧同步信号“FRAMEB-IN”和“FRAME2-IN”,PCM编译码信号输出点“PCMB-OUT”和信号输入点“PCM2-IN”。
开电，观察并比较基带模拟信号“S-IN”和解调信号“JPCM”.⑷改变正弦信号的频率，观察解调信号随之的波形变化由实验现象可知，当基带信号超过音频信号频带范围时，解调输出波形消失。
2.用模拟示波器定量观察PCM八位编码实验⑴断电，拆除所有信号连线，将拔码开关S1设置为1111。
⑵开电，观察2KHz基带信号，“S-IN2”、8KHz帧同步信号“FRAMEB-IN”,64KHz编码时钟信号“CLKB-IN”与PCM 编码信号“PCMB-OUT”的波形。
调节编码电位器，分析PCM 八位编码中极性码、段落码与段内码随基带信号幅值大小的变化而变化的情况。
从实验波形图可以看出随着“编码幅度”电位器的调整，编码输出也在变化。
⑶断电，分别连接信号点“CLKB-IN”和”“CLK2-IN”,“FRAMEB-IN”和“FRAME2-IN”,“PCMB-OUT”和“PCM2-IN”。
开电，观察并比较基带模拟信号“S-IN2”和解调信号“JPCM”。
基础实验6 PCM调制与解调实验
班级通信1403 学号201409732 姓名裴振启指导教师邵军花日期基础实验6 PCM调制与解调实验一、实验目的1．掌握PCM编译码原理与系统性能测试；2．熟悉PCM编译码专用集成芯片的功能和使用方法；3．学习PCM编译码器的硬件实现电路，掌握它的调整测试方法。
二、实验仪器1．PCM/ADPCM编译码模块，位号：H2．时钟与基带数据产生器模块，位号:G3．20M双踪示波器1台4．低频信号源1台（选用）5．频率计1台（选用）6．信号连接线3根7．小平口螺丝刀1只三、实验原理脉冲编码调制（PCM）是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号在信道中传输。
脉冲编码调制是对模拟信号进行抽样，量化和编码三个过程完成的。
PCM通信系统的实验方框图如图6-1所示。
图6-1 PCM通信系统实验方框图在PCM脉冲编码调制中，话音信号经防混叠低通滤波器后进行脉冲抽样，变成时间上离散的PAM脉冲序列，然后将幅度连续的PAM脉冲序列用类似于“四舍五入”办法划归为有限种幅度，每一种幅度对应一组代码，因此PAM脉冲序列将转换成二进制编码序列。
对于电话，CCITT规定抽样率为8KHz，每一抽样值编8位码（即为28=256个量化级），因而每话路PCM编码后的标准数码率是64kB。
本实验应用的单路PCM编、译码电路是TP3057 芯片（见图6-1中的虚线框）。
此芯片采用a律十三折线编码，它设计应用于PCM 30/32系统中。
它每一帧分32个时隙，采用时分复用方式，最多允许接入30个用户，每个用户各占据一个时隙，另外两个时隙分別用于同步和标志信号传送，系统码元速率为2.048MB。
各用户PCM编码数据的发送和接收,受发送时序与接收时序控制,它仅在某一个特定的时隙中被发送和接收，而不同用户占据不同的时隙。
若仅有一个用户，在一个PCM 帧里只能在某一个特定的时隙发送和接收该用户的PCM编码数据，在其它时隙没有数据输入或输出。
脉冲编码调制解调实验
..a2012-2013 第二学期开放实验项目题目：两路话音＋两路计算机数据综合传输系统实验学生姓名专业名称：电子信息工程指导教师：2013年5月20日脉冲编码调制解调实验一、实验原理（一）基本原理PCM 调制原理框图1、 量化从数学上来看，量化就是把一个连续幅度值的无限数集合映射成一个离散幅度值的有限数集合，模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。
模拟信号的量化2、 编码所谓编码就是把量化后的信号变换成二进制码，其相反的过程称为译码。
当然，这里的编码和译码与差错控制编码和译码是完全不同的，前者是属于信源编码的范畴。
模拟入yx量化器量化值..（二）实验电路说明模拟信号在编码电路中，经过抽样、量化、编码，最后得到PCM编码信号。
在单路编译码器中，经变换后的PCM码是在一个时隙中被发送出去的，在其他的时隙中编译码器是没有输出的，即对一个单路编译码器来说，它在一个PCM帧（32个时隙）里，只在一个特定的时隙中发送编码信号。
同样，译码电路也只是在一个特定的时隙（此时隙应与发送时隙相同，否则接收不到PCM编码信号）里才从外部接收PCM编码信号，然后进行译码，经过带通滤波器、放大器后输出。
（三）输入、输出点参考说明1、输入点说明MCLK：芯片工作主时钟，频率为2.048M。
SIN IN-A：模拟信号输入点。
BSX：PCM编码所需时钟信号输入点。
BSR：PCM解码所需时钟信号输入点。
FSXA：PCM编码帧同步信号输入点。
FSRA：PCM解码帧同步信号输入点。
PCMIN-A：PCM解调信号输入点。
EARIN1：耳机语音信号输入点。
MICOUT1：麦克风语音信号输出点。
K1、K2：A律、μ律切换开关PCMAOUT-A：脉冲编码调制信号输出点。
SIN OUT-A：PCM解调信号输出点。
二、实验步骤1、将信号源模块和模块2固定在主机箱上，将黑色塑封螺钉拧紧，确保电源接触良好。
2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，将信号源模块和模块2的电源开关拨下，观察指示灯是否点亮，红灯为+5V电源指示灯，绿灯为-12V电源指示灯，黄色为+12V电源指示灯。
通信原理脉冲编码调制解调实验实验报告
实验二脉冲编码调制解调实验一、实验目的1、掌握脉冲编码调制与解调的原理。
2、掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
3、了解脉冲编码调制信号的频谱特性。
4、了解大规模集成电路W681512的使用方法。
二、实验内容1、观察脉冲编码调制与解调的结果，分析调制信号与基带信号之间的关系。
2、改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。
3、改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。
4、改变位同步时钟，观测脉冲编码调制波形。
三、实验器材1、信号源模块一块2、②号模块一块3、20M双踪示波器一台4、立体声耳机一副5、连接线若干四、实验结果（给出各观测波形和观测点频率幅度等信息）观测PCM编、译码波形。
1）用示波器观测各测试点以及PCM编码输出点“PCMOUT-A”和解调信号输出点“SIN OUT-A”输出的波形。
2）改变位时钟为2.048M（将S4设为“0100”），观测PCM调制和解调波形。
3）改变K1、K2开关，观测PCM调制和解调波形。
4）从信号源引入非同步正弦波，调节W4改变输入正弦信号的频率，使其频率分别大于3400Hz或小于300Hz，观察点“PCMOUT-A”、“SIN OUT-A”的输出波形，记录下来（应可观察到，当输入正弦波的频率大于3400Hz或小于300Hz时，PCM解码信号的幅度急剧减小）。
五、实验思考题1、W681512PCM编码器输出的PCM数据的速率是多少？在本次实验系统中，为什么要给W681512提供2.048MHz的时钟？答：输出速率为2.08Kb/s。
PCM编码器在同步工作时，对于发送和接收两个方向应当用相同的时钟。
2、为什么实验时观察到的PCM编码信号总是随时变化的？答：因为采样频率和输入信号的频率不是有规律的整数倍的关系，所以抽样的信号点时刻不是一样的，编码输出的信号也即不一样，实时观察的信号就是随时变化的。
脉冲编码调制实验报告
脉冲编码调制实验报告脉冲编码调制实验报告引言：脉冲编码调制（Pulse Code Modulation，PCM）是一种数字信号处理技术，广泛应用于通信领域。
本实验旨在通过实际操作，深入了解脉冲编码调制的原理和应用。
一、实验目的本实验的主要目的是通过实际操作，掌握脉冲编码调制的基本原理和实现方法，并了解其在通信系统中的应用。
二、实验仪器和材料1. 信号发生器2. 示波器3. 电阻、电容、电感等元器件4. 实验板三、实验原理脉冲编码调制是将模拟信号转换为数字信号的一种方法。
它通过对模拟信号进行采样、量化和编码，将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
具体步骤如下：1. 采样：将连续的模拟信号离散化，按照一定的时间间隔对信号进行采样，得到一系列的采样值。
2. 量化：将采样得到的连续信号离散化为一组有限的离散值。
量化的过程中，需要确定量化级别和量化步长。
量化级别决定了离散值的个数，量化步长决定了离散值之间的间隔。
3. 编码：将量化后的离散信号转换为二进制码。
编码的方式有很多种，常用的有自然二进制码、反码和补码等。
四、实验步骤1. 连接实验电路：按照实验指导书上的电路图，连接实验电路。
确保电路连接正确，电源稳定。
2. 设置信号发生器：根据实验要求，设置信号发生器的频率和幅度。
3. 采样：将信号发生器输出的模拟信号输入到采样电路中，通过示波器观察采样结果。
调整采样频率和采样时间，观察采样结果的变化。
4. 量化：将采样得到的模拟信号输入到量化电路中，通过示波器观察量化结果。
调整量化级别和量化步长，观察量化结果的变化。
5. 编码：将量化后的离散信号输入到编码电路中，通过示波器观察编码结果。
调整编码方式，观察编码结果的变化。
五、实验结果与分析通过实验，我们成功实现了脉冲编码调制的过程，并观察到了不同参数下的采样、量化和编码结果。
实验结果表明，采样频率越高，采样结果越接近原始信号；量化级别越高，量化结果越接近原始信号；编码方式的选择对结果的精度和传输效率有重要影响。
PAM与脉冲编码调制解调实验报告--PAM与PCM
PAM与脉冲编码调制解调实验报告--PAM与PCM一、实验目的1．掌握脉冲编码调制与解调的原理。
2．掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
3．了解大规模集成电路TP3067的使用方法。
二、实验器材1.信号源模块2.模拟信号数字化模块3.终端模块（可选）4.60M双踪示波器一台5.音频信号发生器（可选）一台6.立体声单放机（可选）一台7.立体声耳机一副8.连接线三、实验内容1．观察脉冲编码调制与解调的结果，分析调制信号与基带信号之间的关系。
2．改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。
3．改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况四、实验原理假设m(t)、和的频谱分别为、)。
可得：所以，抽样频率，频谱才不会发生混叠，此时，被称为奈奎斯特频率。
所谓脉冲振幅调制，即是脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种调制方式。
如果脉冲载波是由冲激脉冲组成的，则上述所介绍的抽样定理，就是脉冲幅度调制的原理。
但是，实际上理想的冲激脉冲串物理实现困难，通常采用窄脉冲串来代替。
本实验模块采用32K或64K或1MHz的窄矩形脉冲来代替理想的窄脉冲串，当然，也可以采用外接抽样脉冲对输入信号进行脉冲幅度调制，本实验采用图2-2所示的原理方框图。
脉冲编码调制（PCM）简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。
脉码调制的过程如图2-3所示。
五、实验步骤及结果分析1.PAM实验部分①将信号源模块、PAM/AM模块、终端模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。
②插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下四个模块中的开关POWER1、POWER2、S2、S3，对应的发光二极管LED001、LED002、D200、D201、LED600、L1、L2发光，按一下信号源模块的复位键，四个模块均开始工作。
（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）③将信号源模块产生的2KHz（峰-峰值在2V左右，从信号输出点“模拟输出”输出）的正弦波送入PAM/AM模块的信号输入点“PAM音频输入”，将信号源模块产生的62.5KHz的方波（从信号输出点64K输出）送入PAM/AM模块的信号输入点“PAM时钟输入”，观察“调制输出”和“解调输出”测试点输出的波形。
脉冲编码调制(PCM)实验
实验三：脉冲编码调制（PCM ）实验
一．实验目的
1．熟悉PCM 编译码专用集成芯片的功能和使用方法。
2．掌握PCM 编译码原理与测试方法。
3．掌握时分多路复用的原理与实现方法。
4．了解时隙交换原理。
二．实验仪器
1．RZ8621D 实验箱一台 2．20MHz 双踪示波器一台 3．专用连接导线4根 4．平口小起子一个 三．实验电路连接
图中：
DX 送至AMI/HDB3模块作编码输入信号。
DR 来至AMI/HDB3模块译码输出。
本实验箱有两个PCM 编译码系统，因此除能进行PCM 编译码测试的实验，还能进行时分复用和时隙交换等实验。
TP507
图3-1脉冲编码调制（PCM ）实验原理框图
四．实验预习及测量点说明。
试验四脉冲编码调制与解调试验
前言《通信原理》课程是通信、电子、信息领域中最重要的专业基础课之一。
通信原理实验课对巩固和加深课堂教学内容，提高学生实践动手操作能力和分析解决通信工程中实际问题的能力具有重要的作用。
本指导书以《通信原理》第6版（樊昌信、曹丽娜编著）的教学内容为基础。
实验内容的安排遵循由浅到深，由易到难的规律，力求讲解的原理清楚，重点突出；实验的内容安排合理、丰富，并具有一定的代表性。
同时，注重理论分析与实际动手相结合，以理论指导实践，以实践来验证基本原理，旨在提高学生分析问题、解决问题的能力及动手能力。
由于编者水平所限，错误及欠缺之处恳请批评指正。
电子信息工程系实验要求1．实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。
预习要求如下：（1）认真阅读实验指导书，分析、掌握实验原理。
（2）完成各实验“预习要求”中指定的内容。
（3）熟悉实验任务。
（4）复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。
（5）撰写实验预习报告。
2．使用仪器和实验箱前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在使用时应严格遵守。
3．实验时接线要仔细检查，确定无误后才能接通电源，初学或没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源。
4．实验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线。
5．实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果(数据波形、现象)。
所记录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。
6．实验结束后，必须关断电源、拔出电源插头，并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理归位。
7．实验后按要求独立完成实验报告。
目录实验一信号源实验 (1)实验二信道模拟实验 (4)实验三FSK调制解调实验 (10)实验四脉冲编码调制与解调实验 (14)实验一信号源实验一、实验目的1、了解频率连续变化的各种波形的产生方法。
2、了解NRZ码、方波、正弦波等各种信号的频谱。
3、理解帧同步信号与位同步信号在整个通信系统中的作用。
4、熟练掌握信号源模块的使用方法。
二、实验内容1、观察频率连续可变信号发生器输出的各种波形及7段数码管的显示。
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脉冲编码调制与解调实验一、实验目的1、掌握脉冲编码调制与解调的原理。
2、掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
3、了解大规模集成电路TP3067的功能与使用方法。
二、实验内容1、观察脉冲编码调制与解调的结果，分析调制信号与基带信号之间的关系。
2、改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。
3、改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。
三、实验仪器1、信号源模块2、模拟信号数字化模块3、20M双踪示波器一台四、实验原理1、PCM工作原理所谓脉冲编码调制，就是将模拟信号抽样量化，然后使已量化值变换成代码。
脉码系统原理框图如图8-1所示。
抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号；量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散、幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。
国际标准化的PCM码组（电话语音）是用八位码组代表一个抽样值。
编码后的PCM码组，经数字信道传输，在接收端，用二进制码组重建模拟信号，在解调过程中，一般采用抽样保持电路。
预滤波是为了把原始语音信号的频带限制在300－3400Hz左右，所以预滤波会引入一定的频带失真。
在整个PCM系统中，重建信号的失真主要来源于量化以及信道传输误码。
通常，用信号与量化噪声的功率比，即信噪比S/N来表示。
国际电报电话咨询委员会（ITU-T）详细规定了它的指标，还规定比特率为64kb/s，使用A律或 律编码律。
下面将详细介绍PCM编码的整个过程，由于抽样原理已在前面实验中详细讨论过，故在此只讲述量化及编码的原理。
图8-1 PCM 系统原理框图（1）量化模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化，我们先讨论均匀量化。
把输入模拟信号的取值域按等距离分割的量化称为均匀量化。
在均匀量化中，每个量化区间的量化电平均取在各区间的中点，如图8-2所示。
图8-2均匀量化过程示意图其量化间隔（量化台阶）v ∆取决于输入信号的变化范围和量化电平数。
当输入信号的变化范围和量化电平数确定后，量化间隔也被确定。
例如，输入信号的最小值和最大值分用a 和b 表示，量化电平数为M ，那么，均匀量化的量化间隔为：Ma b v -=∆量化器输出q m 为：,q i m q = 当1i i m m m -<≤式中i m 为第i 个量化区间的终点，可写成 v i a m i ∆+=i q 为第i 个量化区间的量化电平，可表示为12i i i m m q -+=， 12i M =、、 上述均匀量化的主要缺点是，无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值都固定不变。
因此，当信号()m t 较小时，则信号量化噪声功率比也就很小，这样，对于弱信号时的量化信噪比就难以达到给定的要求。
通常，把满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为动态范围，可见，均匀量化时的信号动态范围将受到较大的限制。
为了克服这个缺点，实际中，往往采用非均匀量化。
非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。
对于信号取值小的区间，其量化间隔v ∆也小；反之，量化间隔就大。
它与均匀量化相比，有两个突出的优点。
首先，当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度（实际中常常是这样）时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次，非均匀量化时，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。
因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪比。
实际中，非均匀量化的实际方法通常是将抽样值通过压缩再进行均匀量化。
通常使用的压缩器中，大多采用对数式压缩。
广泛采用的两种对数压缩律是μ压缩律和A 压缩律。
美国采用μ压缩律，我国和欧洲各国均采用A 压缩律，因此，本实验模块采用的PCM 编码方式也是A 压缩律。
所谓A 压缩律也就是压缩器具有如下特性的压缩律：A X A Ax y 10,ln 1≤<+=11,ln 1ln 1<≤++=X A A Ax y A 律压扩特性是连续曲线，A 值不同压扩特性亦不同，在电路上实现这样的函数规律是相当复杂的。
实际中，往往都采用近似于A 律函数规律的13折线（A=87.6）的压扩特性。
这样，它基本上保持了连续压扩特性曲线的优点，又便于用数字电路实现，本实验模块中所用到的PCM 编码芯片TP3067正是采用这种压扩特性来进行编码的。
图8-3示出了这种压扩特性。
图8-3 13折线表8-1列出了13折线时的x值与计算x值的比较。
表 8-1表中第二行的x值是根据6.87A时计算得到的，第三行的x值是=13折线分段时的值。
可见，13折线各段落的分界点与6.87=A曲线十分逼近，同时x按2的幂次分割有利于数字化。
（2）编码所谓编码就是把量化后的信号变换成代码，其相反的过程称为译码。
当然，这里的编码和译码与差错控制编码和译码是完全不同的，前者是属于信源编码的范畴。
在现有的编码方法中，若按编码的速度来分，大致可分为两大类：低速编码和高速编码。
通信中一般都采用第二类。
编码器的种类大体上可以归结为三类：逐次比较型、折叠级联型、混合型。
本实验模块中的编码芯片TP3067采用的是逐次比较型。
在逐次比较型编码方式中，无论采用几位码，一般均按极性码、段落码、段内码的顺序排列。
下面结合13折线的量化来加以说明。
表8-2 段落码表8-3 段内码在13折线法中，无论输入信号是正是负，均按8段折线（8个段落）进行编码。
若用8位折叠二进制码来表示输入信号的抽样量化值，其中用第一位表示量化值的极性，其余七位（第二位至第八位）则表示抽样量化值的绝对大小。
具体的做法是：用第二至第四位表示段落码，它的8种可能状态来分别代表8个段落的起点电平。
其它四位表示段内码，它的16种可能状态来分别代表每一段落的16个均匀划分的量化级。
这样处理的结果，8个段落被划分成27＝128个量化级。
段落码和8个段落之间的关系如表6-2所示；段内码与16个量化级之间的关系见表8-3。
可见，上述编码方法是把压缩、量化和编码合为一体的方法。
2、PCM编译码电路TP3067芯片介绍本实验采用大规模集成电路TP3067对语音信号进行PCM编、解码。
TP3067在一个芯片内部集成了编码电路和译码电路，是一个单路编译码器。
其编码速率为2.048MHz，每一帧数据为8位，帧同步信号为8KHz。
模拟信号在编码电路中，经过抽样、量化、编码，最后得到PCM编码信号。
在单路编译码器中，经变换后的PCM码是在一个时隙中被发送出去的，在其他的时隙中编译码器是没有输出的，即对一个单路编译码器来说，它在一个PCM帧（32个时隙）里，只在一个特定的时隙中发送编码信号。
同样，译码电路也只是在一个特定的时隙（此时隙应与发送时隙相同，否则接收不到PCM编码信号）里才从外部接收PCM编码信号，然后进行译码，经过带通滤波器、放大器后输出。
具体电路图如图8-4所示。
图8-4 PCM编译码电路原理图五、实验步骤1、将信号源模块、模拟信号数字化模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。
2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下二个模块中的相应开关POWER1、POWER2，对应的发光二极管LED01、LED02发光，按一下信号源模块的复位键，三个模块均开始工作。
（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）3、将信号源模块的拨码开关SW04、SW05设置为0000000 0000001。
4、将信号源模块产生的正弦波信号（频率为2.5KHz，峰-峰值为3V左右）从点“S-IN”输入模拟信号数字化模块，将信号源模块的信号输出点“64K”、“8K”“BS”分别与模拟信号数字化模块的信号输入点“CLKB-IN”、“FRAMEB-IN”、“2048K-IN”连接，观察信号输出点“PCMB-OUT”的波形。
将该点的信号送入频谱分析模块，观察该点频谱，并记录下来。
5、连接“CLKB-IN”和“CLK2-IN”，“FRAMEB-IN”和“FRAME2-IN”，连接信号输出点“PCMB-OUT”和信号输入点“PCM2-IN”，用示波器同时观察信号输入点“S-IN”和输出点“JPCM”的波形，将该点的信号送入频谱分析模块，观察该点频谱，并记录下来。
6、用示波器定性观察PCM编译码器的动态范围改变输入正弦信号的幅度，分别使其峰-峰值等于和大于5V，将示波器探头分别接在信号输出点“JPCM”和“PCMB-OUT”上，观察满载和过载时的脉冲幅度调制和解调的波形，并记录下来。
再将信号幅度在0—5V之内变化,观察编码与译码输出波形。
7、用示波器定性观察PCM编译码器的频率特性改变输入正弦信号的频率，观察点“JPCM”、“PCMB-OUT”的输出波形，测量译码输出信号幅度，记录下来。
六、输入、输出点参考说明1、输入点参考说明2048K-IN：PCM所需时钟信号输入点。
S-IN：模拟信号输入点（基带信号）。
CLKB-IN： PCM编码所需时钟信号输入点。
FRAMEB-IN：PCM编码帧同步信号输入点。
PCM2-IN： PCM解调信号输入点。
（用数字示波器观察）CLK2-IN： PCM解码所需时钟信号输入点。
FRAME2-IN：PCM解码帧同步信号输入点。
2、输出点参考说明PCMB-OUT：脉冲编码调制信号输出点。
（用数字示波器观察）OUT-PCM：PCM解调信号输出点。
七、实验结果根据实验测试记录，在坐标纸上画出各测量点的波形图，并分析实验现象。
将信号源模块的拨码开关SW04、SW05设置为0000000 0000001时的输出波形：将信号源模块的信号输出点“64K”、“8K”“BS”分别与模拟信号数字化模块的信号输入点“CLKB-IN”、“FRAMEB-IN”、“2048K-IN”连接，观察信号输出点“PCMB-OUT”的波形以及其对应频谱：PCMB-OUT输出波形PCMB-OUT对应频谱连接“CLKB-IN”和“CLK2-IN”，“FRAMEB-IN”和“FRAME2-IN”，连接信号输出点“PCMB-OUT”和信号输入点“PCM2-IN”，得到其“OUT”输出波形及频谱如下：OUT波形OU对应频谱改变输入正弦信号的幅度，分别使其峰-峰值等于和大于5V，将示波器探头分别接在信号输出点“JPCM”和“PCMB-OUT”上，观察满载和过载时的脉冲幅度调制和解调的波形：最初信号波形6-PCMB解调输出波形该信号的输出波形改变输入正弦信号的频率，观察点“JPCM”、“PCMB-OUT”的输出波形：最初信号源波形最终得到的脉冲幅度调制和解调的波形。