PCM编译码的实验报告

PCM编译码的实验报告

实验原理及基本内容

1.点到点PCM多路电话通信原理

脉冲编码调制技术与增量调制技术已经在数字通信系统中得到广泛应用。当信道噪声较小时一般用PCM，否则一般用△M。目前速率在155MB以下的准同步数字系列中，国际上存在A律和u律两种编译码标准系列，在155MB以上的同步数字系列中，将这两个系列统一起来，在同一个等级上两个系列的码速率相同,而△M在国际上无统一标准，但它在通信环境比较恶劣时显示了巨大的优越性。

点到点PCM多路电路通信原理可用11—1表示。对于基带通信系统，广义信道包括传输媒质、收滤波器、发滤波器等。对于频带系统，广义信道包括传输媒质、调制器、解调器、发滤波器、收滤波器等。

本实验模块可以传输两路话音信号。采用MC145503编译器，它包括了图11—1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系统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，广义信道时理想的，即将复接器输出的PCM信号直接送给分接器。

2.PCM编译模块原理

本模块的原理方框图及电路图如图11-2及图11-3所示。

BSPCM基群时钟信号测试点

SL0

PCM基群第0个时隙同步信号

SLA

信号A的抽样信号及时隙同步信号测试点 SLB

信号B的抽样信号及时隙同步信号测试点 SRB

信号B译码输出信号测试点

STA输入到编码器A的信号测试点

STB输入到编码器B的信号测试点

PCM_OUTPCM基群信号输出点

PCM_IN

PCM基群信号输入点

PCM

A

OUT

信号A编码结果输出点

PCM

B

OUT

信号B编码结果输出点

PCM

A

IN

信号A编码结果输入点

PCM

B

IN

信号B编码结果输入点

本模块上有S2这个拔码开关，用来选择SLB信号为时隙同步信号SL1、SL3、SL5、SL6中的任一个。

图11-2各单元与图11-3中的元器件之间的对应关系如下：

晶振

X1：4.096MHZ晶振

分频器1/2U1：74LS193;

U6：

74HC4060

抽样信号产生器

U5：74HC73;

U2：74HC164

PCM编译器A

U10：PCM编译码集成电路MC145503

PCM编译器B

U11：PCM编译码集成电路MCL45503

帧同步信号产生器

U3：8位数据产生器74HC151;

U4：A:与门7408

复接器U9：或门74LS32

晶振、分频器1、分频器2及抽样信号产生器构成一个定时器，为两个PCM编译码提供2.048MHZ的时钟信号和8KHZ的时隙同步信号。在实际通信系统中，译码器的时钟信号及时隙信号应从接收到的数据流中提取，方法如实验五及实验六所述。此处将同步器产生的时钟信号及时隙同步信号直接送给译码器。

由于时钟频率为2.048MHZ，抽样频率为8KHZ，故PCM-A及PCM-B 的码速率都是2.048MB，一帧中有32个时隙，其中一个时隙为PCM 编码数据，另外31个时隙都是空时隙。

PCM信号码速率也是2.048MB，一帧中的32个时隙有29个是空时隙，第0个时隙为帧同步码时隙，第2个时隙为信号A的时隙，第1时隙为信号B的时隙。

本实验产生的PCM信号类似于PCM基群信号，但第16个时隙没有信令信号，第0时隙中的信号与PCM基群的第0时隙的信号也不完全相同。

由于两个PCM编译码器用同一个时钟信号，因而可以对他们进行同步复接。又由于两个编码器输出数据处于不同时隙，故可对PCM-A 和PCM-B进行线或。本模块中用或门74LS32对PCM-A、PCM-B及帧同步信号进行复接。在译码之前，不需要对PCM进行分接处理，译码器的时隙同步信号实际上起到了对信号的分路作用。

在通信工程中，主要用动态段时，量化噪声不变，因此在同一段落内量化噪声比随信号幅度减小而下降。13折线压扩特性曲线将正负信号分为8段，第1段信号最小，第8段信号最大。当信号处于第一，二段时，量化噪声不随信号幅度变化，因此噪声不随信号幅度变化，因此信号太小时，量化信噪比会小于25db，这是动态般为300hz。MC145503编码器的低通滤波器和高通滤波器决定了编译码系统的频率特性，当输入信号频率超过这两个频率个信道上同时传输多个话音信号的技术，有时也将这种技术简称为复用技术。复用技术有多种工作方式，例如频分复用、时分复用以及码分复用等。

频分复用是将所给的信道带宽分割成互不重叠的许多小区间，每个小区间能顺利通过一路信号，在一般情况下可以通过正弦波调制的方法实现频分复用。频分复用的多路信号在频率上不会重叠，但在时间上是重叠的。

时分复用是建立在抽样定理基础上的。抽样定理使连续(模拟)的基带信号有可能被在时间上离散出现的抽样脉冲值所代替。这样，当抽样脉冲占据较短时间时，在抽样脉冲之间就留出了时间空隙，利用这种空隙便可以传输其他信号的抽样值。因此，这就有可能沿一条信道同时传送若干个基带信号。

码分复用是一种以扩频技术为基础的复用技术，在第九章中将详细地进行介绍。

在这部分中，将在分析时分复用(TDM)技术的基础上，研究并说明PCM时分多路数字电话系统的原理和相关参数。

6.3.1

PAM时分复用原理

为了便于分析时分复用(TDM)技术的基本原理，这里假设有3路PAM 信号进行时

分多路复用，其具体实现方法如图6-27所示：

图6-27

3路PAM信号时分复用原理方框图

从图6-27可以看到，各路信号首先通过相应的低通滤波器，使输入信号变为带限信号。然后再送到抽样开关(或转换开关)，转换开关(电子开关)每秒将各路信号依次抽样一次，这样3个抽样值按先后顺序错开纳入抽样间隔之内。合成的复用信号是3个抽样消息之和，如图6-28所示。由各个消息构成单一抽样的一组脉冲叫做一帧，一帧中相邻两个抽样脉冲之间的时间间隔叫做时隙，未能被抽样脉冲占用的时隙部分称为防护时间。

图6-28

3路时分复用合成波形

多路复用信号可以直接送入信道传输，或者加到调制器上变换成适于信道传输的形式后再送入信道传输。

在接收端，合成的时分复用信号由分路开关依次送入各路相应的重建低通滤波器，恢复出原来的连续信号。在TDM中，发送端的转换开关和接收端的分路开关必须同步。所以在发端和收端都设有时钟脉冲序列来稳定开关时间，以保证两个时钟序列合拍。