实验六PCM编译码及A

实验六PCM编译码及A
学生编号:姓名:
实验6 PCM编解码及A/μ律转换实验
1，实验目的
1，掌握脉码调制解调原理
2，掌握脉码调制解调系统动态范围和频率特性的定义和测量方法3.了解脉码调制信号的频谱特性4.熟悉W681512
2，实验设备
1，主控制和信号源模块，模块1和模块3各有2个，双道示波器有3个，几条
3连接线，实验原理
1，实验原理框图
音乐/音频输出接口1信号源FS编码帧同步编码时钟脉冲编码调制(单向/双向)脉冲编码调制输出CLK1#语音终端扬声器音频输入解码时钟解码帧同步音频接口2PC解码(单向/双向)脉冲编码调制解码输入图2-1模块W681512芯片脉冲编码实验
A/ D转换脉冲编码调制G.711转换MUSIC/A-OUT LPF-INLPF-OUT 编码输入编码输出动力系统控制模块量化输出信号源抗混叠滤波器FS帧同步时钟CLK脉冲编码调制3#源编解码器模块时钟动力系统控制模块解码G.711逆转换D/A转换IIR滤波器动力系统控制模块解码输入1#语音终端模块和用户接口模块帧同步音频输入解码输出-1- 学生编号:姓名:
动力系统控制模块编码实验2-2 3
A-OUTPLF-OUT编码输入抗混叠滤波器信号源FSCLKT1编码帧同步脉冲编码调制(A-Law编码)编码输出A/μ-In编码时钟1#语音终端模块编码时钟解码时钟编码帧同步A/μ-Law编码转换A/ μ-OutW681512芯片PCM解码(μ-Law解码)PCM解码输入解码帧同步主时钟音频接口2音频输入
图2-3 A/μ-Law编码转换实验
4，实验步骤
实验项目1测试幅频特性
概述:本项目通过改变输入信号的频率，观察信号经W681512编码后的输出幅频特性，了解芯片W681512的相关性能。

1，关机，连接如表所示源端口信号源:A-OUT信号源:CLK信号源:CLK信号源:FS步长)信号源:FS步长)模块1: TH8(脉码调制输出)模块1: TH7(脉码调制解码输入)接入解码输入信号模块1: TH10(解码帧与目的端口相同模块1: TH5(音频接口)模块1: TH11(编码时钟)模块1: TH18(解码时钟)模块1: TH9(编码帧与提供编码帧同步信号相同，提供解码帧同步信号，提供解码时钟信号，提供解码时钟信号连接描述，提供音频信号，提供编码时钟信号2，接通电源，设置主控制菜单，选择[主菜单]-[通信原理]-[脉码调制]-[模块1号
主控制信号源
块]-[第一PCM编码和解码模式]-[A律PCM编码和解码码]调整W1，使信号输出的峰峰值约为3V
3。

此时，实验系统的初始状态是:将音频输入信号设置为峰峰值为3V、频率为1KHz的正弦波；脉码调制和解码时钟CLK是64千赫方波；编码和解码的帧同步信号FS是8千赫
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学生编号:姓名:
4，实验操作及波形观察
(1)将模拟信号源的输出波形调整为输出频率为50Hz的正弦波，用示波器观察输出，并将输出的峰峰值设置为3V
(2)将信号源的频率从50Hz提高到4000Hz，将模块1的音频输出2与示波器相连，并观察信号的幅频特性
注:当频率改变时，频率步长可根据实验要求改变。

例如，频率步进在50 Hz和250 Hz之间为10Hz，超过250Hz后频率步进为100Hz。

思考:由W681512PCM编解码器输出的PCM数据速率是多少？在这个实验系统中，为什么必须为W681512提供一个64千赫的时钟，当它被改变到另一个时钟频率时，观察到的定时变化是什么？
a:速度为2.045兆赫
仔细分析了W681512主时钟与8千赫帧接收和发送同步时钟之间的相位关系
a:主时钟和8KHz帧同步时钟的周期为125us，第n帧同步信号与主时钟具有相同的相位，第n+1与主时钟相反
实验项目二脉码调制规则验证概述
:本项目通过改变输入信号幅度或编码时钟，对比观察A律脉码调制编码和解码码与μ律
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学生编号:姓名:
脉码调制编码和解码输入输出波形，了解脉码调制规则
1，关机，连接如表所示源端口信号源:A-OUT模块3: th6 (LPF输出)信号源:CLK信号源:FS步进)模块3: th14(编码-编码输出)信号源:CLK 信号源:FS步进)2。

打开电源，设置主控制菜单，并选择[主菜单]-[通信原理]-[脉码调制]-[模块3
主控制信号源
块]-[a-劳编码观测实验]调整W1，使信号输出的峰峰值约为3V
3。

此时，实验系统的初始状态是:将音频输入信号设置为峰峰值为3V、频率为1KHz的正弦波；脉码调制和解码时钟CLK为64千赫；；编码和解码的帧同步信号FS是8千赫
4，实验操作和波形观察
(1)使用FS作为触发器来观察编码输入波形示波器的DIV(扫描时间)文件被调整到100微秒。

将正弦波的最大振幅调整到示波器的中间，并记录波形。

目的端口模块3: th5 (LPF输入)模块3: th13(编码-编码输入)模块3: th9(编码-时钟)号码模块3: th10(编码-帧和提供编码-帧同步信号)连接指令信号被发送到预滤波器以提供音频信号和提供编码时钟信号模
块3: th19(解码-输入)访问解码输入信号模块3: th15(解码-时钟)号码模块3: th16(解码-帧和提供解码时钟信号的解码-帧同步信号
(2)在保持示波器设置不变的情况下，用FS作为触发器观察PCM量化输出并记录波形
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学生编号:姓名:
(3)和FS为触发器，观察并记录脉码调制的A律码输出波形，并填写下表在整个过程中，保持示波器设置不变。

(4)设置模块3为[μ-劳编码观察实验]，并重复步骤(1)(2)(3)将记录μ律编码的相关波形
A定律波形:
帧同步信号:
码
码
输入
输入
字母
数字
:
-5-
学生编号:姓名199
- 6-
学生编号:姓名:
μ定律波形:
帧同步信号:
系列
代码
输入
成
字母
编号
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学生编号:姓名:
思维1:基带信号幅度改变时，波形会改变吗？当时钟信号的频率改变时，波形会改变吗？
a:信号幅度对波形影响不大，信号频率f无明显规律。

f的变化对波
形没有影响
思维2:当编码输入信号的频率大于3400赫兹或小于300赫兹时，分析脉码调制和解调波形
A:动力系统控制模块解码信号幅度急剧下降
实验项目三脉码调制时间序列观测概述
:本项目是从时间序列角度观察脉码调制输出波形1.连接和主菜单设置与实验项目2相同。

2，用示波器观察FS信号和编码输出信号，并记录它们相应的波形思考:为什么实验中观察到的脉码调制字母数总是变化的？
答:动力系统控制模块是一个数字代码它将每个通道的指令数字化，因此示波器可以看到总共
个代码正在变化。

实验项目四脉冲编码调制A/μ律转换实验概述
:本项目是比较和观察A律脉冲编码调制和μ律脉冲编码调制的波形，以了解它们之间的区别和联系
1，关机，连接如表所示源端口信号源:输出模块33T 6(LPF输出)信号源:CLK信号源:FS模块3:编码输出模块3: a/μ输出:目的端口模块3: th5 (LPF输入)模块3: th13(编码编码输入)模块3:编码时钟模块3:编码帧同步模块3: a/ μ输入模块1: PCM解码输入连接描述信号发送至预滤波器，发送至脉冲编码调制以提供编码时钟信号，提供编码帧同步信号，连接至编码输出信号。

将转换后的信号发送到解码单元- 9-
学生编号:姓名:
信号源:CLK信号源:FS信号源:CLK信号源:FS模块1:解码时钟模块1:解码帧同步模块1:编码时钟模块1:编码帧同步提供解码时钟信号提供解码帧同步信号提供其他工作时钟W681512芯片2的PCM编码功能，通电，设置主控制菜单，选择[主菜单]→[通信然后设置[模块1]-[第一路PCM编解码方法]-[μ律PCM编解码代码]，使模块1的第一路为μ律编解码代码调整W1主信号源，使信号输出峰峰值约为3V 3。

此时，实验系统的初始状态是:将音频输入信号设置为峰峰值为3V、频率为1KHz的正弦波；脉码调制和解码时钟CLK为64千赫；；编码和解码的帧同步信号FS是8千赫
4，用示波器比较观察编码输出信号和A/μ律转换后的信号，观察两者的差异，并进行总结然后比较和观察原始信号和恢复信号。

5，设置主控制菜单，选择[μ到α律转换实验]，相应设置模块1到α律解码然后按照上述步骤观察实验波形。

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学生编号:姓名:
5，实验报告
1，实验电路工作原理分析及其工作过程描述
信号源如图2-1所示，通过芯片W681512经过脉冲编码调制和解码处理W681512的芯片工作主时钟为2048千赫，可以根据芯片功能选
择不同的编码时钟进行编码和解码。

在本实验的第一个项目中，基于64K码时钟对芯片的幅频特性进行了测试。

图2-2描述了PCM编码和解码的软件实现，并显示了中间转换的过程脉码调制过程是通过抗混叠滤波来滤除音乐信号或正弦波信号(其功能是滤除 3.4千赫兹以外的频率，以防止模数转换过程中的混叠)对反混频滤波信号进行模数转换，然后进行脉冲编码调制。

因为G.711协议规定，A定律的奇数位被反转，所以μ定律的所有位都被反转。

因此，脉码调制后的数据需要通过G.711协议进行转换和输出脉码调制解码过程是脉码调制的逆过程，不再赘述。

在
A/μ定律编码和转换实验中，如实验框图2-3所示，当菜单被选为a 定律到μ定律实验时，模块3用于a定律编码。

在a-到μ-定律转换之后，a-定律编码被发送到模块1进行μ-定律解码。

类似地，当菜单被选择为μ到α定律实验时，模块3被用于μ到α定律编码，并且在μ到α定律转换之后，模块1被发送用于α定律解码
2，根据实验测试记录，绘制各测点的波形图，并分析实验现象
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学生编号:姓名:
5，实验报告
1，分析实验电路的工作原理并描述其工作过程
信号源如图2-1所示，通过芯片W681512经过脉冲编码调制和解码处理W681512的芯片工作主时钟为2048千赫，可以根据芯片功能选择不同的编码时钟进行编码和解码。

在本实验的第一个项目中，基于64K码时钟对芯片的幅频特性进行了测试。

图2-2描述了PCM编码和解码的软件实现，并显示了中间转换的过程脉码调制过程是通过抗混叠滤波来滤除音乐信号或正弦波信号(其功能是滤除 3.4千赫兹以外的频率，以防止模数转换过程中的混叠)对反混频滤波信号进行模数转换，然后进行脉冲编码调制。

因为G.711协议规定，A定律的奇数位被反转，所以μ定律的所有位都被反转。

因此，脉码调制后的数据需要通过G.711协议进行转换和输出脉码调制解码过程是脉码调制的逆过程，不再赘述。

在
A/μ定律编码和转换实验中，如实验框图2-3所示，当菜单被选为a 定律到μ定律实验时，模块3用于a定律编码。

在a-到μ-定律转换之后，a-定律编码被发送到模块1进行μ-定律解码。

类似地，当菜单被选择为μ到α定律实验时，模块3被用于μ到α定律编码，并且在μ到α定律转换之后，模块1被发送用于α定律解码
2，根据实验测试记录，绘制各测点的波形图，并分析实验现象
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