PCM编译码实验
pcm编译码实验报告
pcm编译码实验报告PCM编码实验报告引言在数字通信领域中，编码和解码是非常重要的环节。
编码是将原始信号转换为数字信号的过程，而解码则是将数字信号还原为原始信号的过程。
PCM编码（Pulse Code Modulation）是一种常用的数字信号编码方法，广泛应用于音频和视频传输等领域。
本实验旨在通过实际操作，深入理解PCM编码的原理和实现过程。
实验目的1. 了解PCM编码的基本原理和概念；2. 掌握PCM编码的实验操作方法；3. 分析PCM编码的优缺点及应用领域。
实验设备和材料1. 信号发生器；2. 示波器；3. PCM编码器；4. 解码器；5. 音频播放器。
实验步骤1. 连接信号发生器和示波器，调节信号发生器输出为正弦波信号；2. 将信号发生器的输出连接到PCM编码器的输入端；3. 设置PCM编码器的采样率和量化位数；4. 将PCM编码器的输出连接到解码器的输入端；5. 连接解码器的输出到音频播放器；6. 调节示波器观察PCM编码器输出信号的波形；7. 播放音频，观察解码器输出的音频效果。
实验原理PCM编码是一种将连续模拟信号转换为离散数字信号的方法。
其基本原理是将模拟信号进行采样和量化。
采样是指在一定时间间隔内对模拟信号进行取样，将连续信号转换为离散信号。
量化是指将采样得到的离散信号映射到离散的量化级别上，以便数字化表示。
在本实验中，信号发生器产生的正弦波信号作为输入信号，经过PCM编码器进行采样和量化处理后，输出为数字信号。
解码器接收到数字信号后，通过解码过程将其还原为模拟信号，最终通过音频播放器播放出来。
PCM编码的优点是可以准确地还原原始信号，保持良好的信号质量。
同时，由于PCM编码是一种线性编码方式，具有较好的抗噪声能力。
然而，PCM编码的缺点是需要较大的存储空间和传输带宽，不适用于对存储和传输资源要求较高的场景。
实验结果与分析通过实验观察，可以发现PCM编码器输出的信号波形与输入信号相似，但存在一定的误差。
pcm编译码实验报告
pcm编译码实验报告PCM 编译码实验报告一、实验目的1、掌握脉冲编码调制（PCM）的基本原理。
2、熟悉 PCM 编译码系统的构成及工作过程。
3、观察和分析 PCM 编译码过程中的信号波形，理解量化和编码的概念。
二、实验原理PCM 是一种将模拟信号变换成数字信号的编码方式。
其基本原理是对模拟信号进行周期性采样，然后将每个采样值进行量化，并将量化后的数值用二进制编码表示。
采样过程遵循奈奎斯特采样定理，即采样频率应大于模拟信号最高频率的两倍，以保证能够从采样后的信号中无失真地恢复出原始模拟信号。
量化是将采样值在幅度上进行离散化，分为若干个量化级。
量化级的数量决定了量化误差的大小。
编码则是将量化后的数值用二进制代码表示。
常见的编码方式有自然二进制编码、折叠二进制编码等。
在 PCM 编译码系统中，发送端完成采样、量化和编码的过程，将模拟信号转换为数字信号进行传输；接收端则进行相反的过程，即解码、反量化和重建模拟信号。
三、实验仪器与设备1、通信原理实验箱2、示波器3、信号源四、实验内容与步骤1、连接实验设备将通信原理实验箱接通电源。
用信号线将信号源与实验箱的输入端口连接，将实验箱的输出端口与示波器连接。
2、产生模拟信号设置信号源，产生频率为 1kHz、幅度为 2V 的正弦波模拟信号。
3、观察采样过程调节实验箱上的采样频率旋钮，分别设置为不同的值，观察示波器上的采样点。
4、量化与编码观察实验箱上的量化和编码模块，了解量化级的设置和编码方式。
5、传输与接收发送端将编码后的数字信号传输给接收端。
观察接收端解码、反量化后的模拟信号。
6、改变输入信号参数改变模拟信号的频率和幅度，重复上述实验步骤，观察 PCM 编译码的效果。
五、实验结果与分析1、采样频率对信号的影响当采样频率低于奈奎斯特频率时，示波器上的信号出现失真，无法准确还原原始模拟信号。
当采样频率高于奈奎斯特频率时，信号能够较好地还原，随着采样频率的增加，还原效果更加理想。
PCM编译码实验
实验一 PCM编译码实验一、实验目的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、基本原理1. 点到点PCM多路电话通信原理脉冲编码调制(PCM)技术与增量调制(ΔM)技术已经在数字通信系统中得到广泛应用。
当信道噪声比较小时一般用PCM，否则一般用ΔM。
目前速率在155MB以下的准同步数字系列(PDH)中，国际上存在A律和μ律两种PCM编译码标准系列，在155MB以上的同步数字系列(SDH)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ΔM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多路电话通信原理可用图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。
图11-1 点到点PCM多路电话通信原理框图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，广义信道是理想的，即将复接器输出的PCM信号直接送给分接器。
2. PCM编译码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。
图11-2 PCM编译码原理方框图该模块上有以下测试点和输入点：∙ BS PCM基群时钟信号(位同步信号)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∙ SRA 信号A译码输出信号测试点∙ STB 输入到编码器B的信号测试点∙ PCM_OUT PCM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（不经过复接器）∙ PCM B OUT 信号B编码结果输出点（不经过复接器）∙ PCM A IN 信号A编码结果输入点（不经过复接器）∙ PCM B IN 信号B编码结果输入点（不经过复接器）本模块上有S2这个拨码开关，用来选择SLB信号为时隙同步信号SL1、SL3、SL5、SL6中的任一个。
pcm编译码器实验报告
PCM编码器实验报告1. 引言在通信系统中，音频信号的传输是一项重要的任务。
为了有效地传输音频信号，需要对其进行编码和解码处理。
本实验将介绍PCM编码器的设计和实现过程。
2. 实验目的本实验的目的是设计和实现PCM编码器，将模拟音频信号转换为数字信号。
通过实验，我们将了解PCM编码器的原理，并验证其在音频信号传输中的有效性。
3. 实验原理PCM（脉冲编码调制）是一种常用的音频信号编码方法。
其基本原理是将模拟音频信号离散化为一系列数字样本，并将每个样本量化为特定的二进制码字。
PCM编码器的主要步骤包括采样、量化和编码。
首先，模拟音频信号按照一定的采样频率进行采样，得到一系列采样值。
然后，每个采样值经过量化处理，将连续的模拟值转换为离散的数字值。
最后，将每个数字值编码为相应的二进制码字，以便传输或存储。
4. 实验步骤步骤1：信号采样在本实验中，我们选择了一个模拟音频信号作为输入。
首先，使用采样设备对该音频信号进行采样。
采样频率的选择应根据音频信号的特性和传输要求进行确定。
步骤2：量化处理采样得到的模拟音频信号是连续的，需要将其离散化为一系列数字样本。
量化是将连续信号转换为离散信号的过程。
根据量化精度的不同，可以将其分为均匀量化和非均匀量化。
本实验中，我们选择了均匀量化的方式。
步骤3：编码处理量化后的信号需要进一步编码为二进制码字。
编码器可以使用各种编码技术，如差分编码、熵编码等。
在本实验中，我们选择了一种简单的编码方式，将每个量化样本直接转换为二进制码字。
步骤4：输出编码结果完成编码处理后，将编码结果输出供进一步传输或存储。
可以通过串口、网络等方式将编码结果传输到接收端，或将其保存到文件中。
5. 实验结果分析通过本实验，我们成功设计和实现了PCM编码器。
将实验中选择的模拟音频信号进行采样、量化和编码处理后，得到了相应的二进制码字。
通过对编码结果的分析，可以验证PCM编码器的有效性和准确性。
6. 实验总结本实验通过对PCM编码器的设计和实现，深入了解了PCM编码的原理和过程。
PCM编译码实验报告
PCM编译码实验报告姓名：学号：实验时间：周节一、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、实验内容1、观测PCM编码；用示波器测量信号源板上“2K同步正弦波”点，调节信号源板上手调电位器W1使输出信号峰-峰值在3V左右。
将信号源板上S4设为0100（时钟速率为256K），S5设为0100(时钟速率为2.048M)。
用示波器同时观测信号源模块上的“2K同步正弦波”（模拟信号输入）和模块2上“PCMOUT-A”（PCM编码输出）的波形，回答一个模拟信号周期内编了几个码字？2、用示波器同时观测信号源模块的“FS”（PCM编码帧同步信号输入点）和模块2上的“PCMOUT-A”（PCM编码输出）两点的波形，上下对应画出这两点的波形（两个周期），回答：这两点的关系？任意读取其中的三个码字并记录下来。
3、从信号源引入非同步正弦波，调节“频率调节”的S7或S8，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“PCMOUT-A”（PCM编码信号输入）和“SIN OUT-A”（PCM解调信号输出）的输出波形，用文字记录解调信号输出波形的幅度随输入信号频率变化而变化的情况，回答：造成这种现象的原因是什么？4、用信号源模块的“音乐输出”信号代替信号源模块的正弦波，输入模块2的点“SIN IN-A”，将模块2的“SIN OUT-A”连接到信号源的“音频信号输入”，通过听扬声器的音乐音质，并记录下来。
PCM编译码实验
图 5-6 W681512 逻辑方框图
44
图 5-7 W681512 管脚排列图 3、 W681512 管脚的功能 （1）RO+：接收滤波器的非倒相输出 （2）RO-：接收滤波器的倒相输出 （3）PAI：功率放大器的倒相输入 （4）PAO-：功率放大器的倒相输出 （5）PAO+：功率放大器的非倒相输出 （6）VDD：供电引脚 （7）FSR：接收帧同步脉冲，它启动 BCLKR，于是 PCM 数据移入 PCMR，FSR 为
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 W681512 采用的是逐次比较型。在逐次比较型
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。
图 5-3 均匀量化过程示意图
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
的方法。
表 5-2 段落码
段落序号
段落码
8
111
7
110
6
101
5
100
PCM编译码实验
电子科技大学中山学院电子信息学院学生实验报告课程名称 《通信原理实验》 实验名称 实验二PCM 编译码实验 班级，姓名 实验时间学号指导教师报 告 内 容一、实验目的和任务1. 了解PCM 编译码的基本工作原理及实现过程。
2. 了解语音信号数字化技术的主要技术指标，学习并掌握相应的测试方法。
3. 初步了解通信专用集成电路的工作原理和使用方法。
二、实验原理简介1、模拟信号经分段分层处理后被编成二进制码组，码组的形式为折叠二进制。
在A 律l3折线的编码方式中，国际标准规定最大量化输人为2048个量化单位，各段量化间隔64218321＝，＝，＝＝∆∆∆∆。
由于采用非线性编码，码组中每位电平码的权重是变化的。
以上编码规律可用表1.1、表1.2详细说明。
这里对应模拟信号为正值的情况，若输入为负，则PCM 码字的最高位“符号位”由“1”改为“0”，其他规律不变。
2、7/11变换电路7/11变换又称非线性码/线性码变换，即将非线性7位幅度码变换成线性11位幅度码它们的变换关系可用表1.3表示。
其中i C 为第i 段的“段落标志”，即1C C i =表示是第1个量化段，于是有4321a a a C =，4328432743261325132443234322,,,,,,a a a C a a a C a a a C a a a C a a a C a a a C a a a C =======根据表1.3可得出i a 与i B 之间的逻辑表达式。
例如线性码4B 的权为∆128，哪几种情况要求出∆128的权值呢? 对应于∆128的非线性码有4种情况。
第一种是第8量化段(18=C )时的17=a ；即178=a C ；第二种是第7段(17=C )的16=a 时； 第三种是第6段(16=C )的15=a 时; 第四种是第5段(15=C )时。
均表示求变换后的线性码14=B 根据公式2－27可写出下列7/11变换逻辑表达式：式中“+”表示“或”运算；相乘表示“与”运算，标“*”者为收端解码用。
实验2、PCM实验
实验 2 PCM 编译码实验一、实验目的1.理解 PCM 编译码原理及 PCM 编译码性能；2.熟悉 PCM 编译码专用集成芯片的功能和使用方法及各种时钟间的关系；3.熟悉语音数字化技术的主要指标及测量方法。
二、实验原理1.抽样信号的量化原理模拟信号抽样后变成在时间离散的信号后，必须经过量化才成为数字信号。
模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化两种。
把输入模拟信号的取值域按等距离分割的量化就称为均匀量化，每个量化区间的量化电平均取在各区间的中点，如下图所示。
图 2-1 均匀量化过程示意图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，那么，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的方法。
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D v 也小；反之，量化间隔就大。
非均匀量化与均匀量化相比，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（实际中往往是这样）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信噪比。
非均匀量化的实际过程通常是将抽样值压缩后再进行均匀量化。
现在广泛采用两种对数压缩，美国采用μ压缩律，我国和欧洲各国均采用 A 压缩律。
本实验中 PCM 编码方式也是采用 A 压缩律。
A 律压扩特性是连续曲线，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，它基本保持连续压扩特性曲线的优点，又便于用数字电路来实现，如下图所示。
图2-2 13 折线特性表 2-1 列出了 13 折线时的x 值与计算得的x 值的比较。
通信原理实验九 PCM 编译码
实验九 PCM 编译码一、实验目的1.验证PCM 编译码原理。
2.掌握PCM 基群信号的形成过程及分接过程，了解多路PCM 编码信号的复用和去复用的过程。
3.学习语音信号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、实验仪器试验箱示波器信号发生器失真度仪三、实验内容1. 用示波器观察两路音频信号的编码结果，观察PCM 基群信号。
2. 改变音频信号的幅度，观察和测试译码器输出信号的信噪比变化情况。
3. 改变音频信号的频率，观察和测试译码器输出信号幅度变化情况。
四、实验结果2、正弦信号STA、STBSTASTA3、用示波器观察PCM编码输出信号。
1>PCM-APCM-B2>帧同步和2路PCM（A、B）编码信号3>录基群帧结构的组成接SL1接SL2接SL5接SL74、用示波器观察PCM译码输出信号波形相同，有相位差5、用示波器定性观察PCM编译码器的动态范围等于5V大于5V衰减20dB衰减40dB6、定量测试PCM 编译码器的动态范围和频率特性五、回答问题及总结1.整理实验记录，画出量化信噪比与编码器输入信号幅度之间的关系曲线以及译码输出信号幅度与编码输入信号频率之间的关系曲线。
2.设PCM通信系统传输两路话音，每帧三个时隙，每路话音各占一个时隙，另一个时隙为帧同步时隙，使用TP3057编译码器。
求：(1)编码器的抽样信号频率及时钟信号频率，以及两个抽样信号之间的相位关系。
(2)时分复用信号码速率、帧结构。
(3) 对本实验的总结和建议。
PCM编译码的实验报告_实验报告_
PCM编译码的实验报告_实验报告_
实验报告
实验项目：PCM编码
实验日期：2019年9月30日
实验人员：闻某某
一、实验目的
本实验旨在探究并研究PCM（Pulse Code Modulation）编码的基本原理以及相关的实验步骤。
二、实验要求
1、观察PCM编码的基本流程；
2、了解PCM的原理；
3、在实验室做出PCM编码相关实验；
4、利用计算机模拟PCM编码过程。
三、实验内容
（1）实验器材：PCM编码装置、电脑、接线板、测试线等。
（2）主要实验过程：
（a）连接实验设备：对PCM编码装置进行安装，把实验设备用相应接线板与PCM编码装置进行接线，然后将电脑与装置连接起来。
（b）编码过程：通过电脑编写程序，完成PCM编码的编写，编写的程序经过装置，调用测试线完成编码过程，并将编码的信息在实验装置分辨率上进行可视化表示。
（c）接收与解码：电脑编写接收程序，完成编码信号的解码过程，分析解码信息和编码信息是否一致，以及解码过程产生的误码率等。
四、实验结果
（1）在实验中，按照相应实验步骤，成功地完成了PCM编码实验，并在实验装置上可视化显示了PCM编码信息；
（2）通过PCM编码系统，调用数据传输率，获得了高清晰度的PCM编码信息；
（3）可以观察到，在实验中编码后的误码率都在可接受范围内，而且可以得到较小的延时时间。
通过本次实验，可以加深对PCM编码的理解，了解它的原理和它的实验过程，更加熟练的使用PCM编码来实现可靠的数字信息传输。
同时，本实验也增强了我们对实验装置、实验程序及数字信号的辨认能力。
通信原理PCM编译码实验
实验一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。
4、熟悉了解W681512。
二、实验器材1、主控&信号源模块、3号、21号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、实验原理框图图1-1 21号模块W681512芯片的PCM编译码实验图1-23号模块的PCM编译码实验图1-3A/μ律编码转换实验2、实验框图说明图1-1中描述的是信号源经过芯片W681512经行PCM编码和译码处理。
W681512的芯片工作主时钟为2048KHz，根据芯片功能可选择不同编码时钟进行编译码。
在本实验的项目一中以编码时钟取64K为基础进行芯片的幅频特性测试实验。
图1-2中描述的是采用软件方式实现PCM编译码，并展示中间变换的过程。
PCM编码过程是将音乐信号或正弦波信号，经过抗混叠滤波（其作用是滤波3.4kHz以外的频率，防止A/D 转换时出现混叠的现象）。
抗混滤波后的信号经A/D转换，然后做PCM编码，之后由于G.711协议规定A律的奇数位取反，μ律的所有位都取反。
因此，PCM编码后的数据需要经G.711协议的变换输出。
PCM译码过程是PCM编码逆向的过程，不再赘述。
A/μ律编码转换实验中，如实验框图1-3所示，当菜单选择为A律转μ律实验时，使用3号模块做A律编码，A律编码经A转μ律转换之后，再送至21号模块进行μ律译码。
同理，当菜单选择为μ律转A律实验时，则使用3号模块做μ律编码，经μ转A律变换后，再送入21号模块进行A律译码。
四、实验步骤实验项目一测试W681512的幅频特性概述：该项目是通过改变输入信号频率，观测信号经W681512编译码后的输出幅频特性，了解芯片W681512的相关性能。
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口目的端口连线说明信号源：A-OUT模块21：TH5(音频接口)提供音频信号信号源：T1模块21：TH1(主时钟)提供芯片工作主时钟信号源：CLK模块21：TH11(编码时钟)提供编码时钟信号信号源：CLK模块21：TH18(译码时钟)提供译码时钟信号信号源：FS模块21：TH9(编码帧同步)提供编码帧同步信号信号源：FS模块21：TH10(译码帧同步)提供译码帧同步信号模块21：TH8(PCM编码输出)模块21：TH7(PCM译码输入)接入译码输入信号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】。
通信编译码实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解通信编译码的基本原理，包括编码、解码和传输过程中的关键技术。
2. 掌握PCM、HDB3等常用编译码方法的原理和实现方法。
3. 熟悉通信编译码实验设备的使用方法，并能对实验结果进行分析。
二、实验器材1. 双踪示波器一台2. 通信原理型实验箱一台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、实验原理1. 编码原理：将模拟信号转换为数字信号的过程称为编码。
常见的编码方法有PCM、HDB3等。
（1）PCM编码：PCM（脉冲编码调制）是一种常用的数字编码方法，其原理是将模拟信号进行采样、量化、编码，将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
（2）HDB3编码：HDB3（高密度双极性三电平）编码是一种数字基带信号，它是在AMI（非归零码）编码的基础上，引入破坏性偶极性和倒极性变换，使得信号在传输过程中不会出现连续的零电平，从而提高传输质量。
2. 解码原理：将数字信号恢复为模拟信号的过程称为解码。
解码过程与编码过程相反，主要包括反量化、反采样和低通滤波等步骤。
四、实验步骤1. 连线：根据实验要求，连接双踪示波器、通信原理型实验箱、PCM与ADPCM编译码模块、数字信号源模块、麦克风和扬声器。
2. 设置实验参数：打开实验箱电源，设置PCM与ADPCM编译码模块的参数，包括采样频率、量化位数等。
3. 观察PCM编码输出信号：用示波器观察STA、STB，将其幅度调至2V。
观察PCM编码输出信号，分析其时域和频域特性。
4. 观察HDB3编码输出信号：用示波器观察HDB3编码输出信号，分析其时域和频域特性。
5. 观察解码输出信号：观察解码后的模拟信号，分析其恢复效果。
6. 比较不同编码方法的性能：分析PCM编码和HDB3编码的优缺点，比较它们的性能。
五、实验结果与分析1. 观察到PCM编码输出信号为离散的数字信号，具有较好的抗干扰性能。
2. 观察到HDB3编码输出信号为非归零码，具有较好的传输质量。
实验八 PCM编译码实验
实验八PCM编译码实验
一. 实验目的
1. 掌握A律（A = 87.6）PCM编码与译码的基本原理和实现方法；
2. 掌握A律13折线PCM编码与译码的基本原理和实现方法。
二. 实验内容及要求
设输入信号为()cos2π
=，先对信号进行抽样，然后分别采用A律（A = 87.6）和A x t t
律13折线的非均匀量化方式进行PCM编码，经传输后（假设理想信道环境），接收端进行相应的PCM译码。
（1）绘制输入信号、A律（A = 87.6）和A律13折线的PCM编码与译码后的信号波形图，并给出相应的图标注释；
（2）从输入信号的抽样值中任意选取一个抽样点，分别找出与其对应的A律（A = 87.6）和A律13折线的PCM编码比特序列。
三. 实验过程及结果。
实验2 PCM编译码
五、实验报告要求
1. 整理实验记录。 2. 设PCM通信系统传输两路话音，每帧三个时 隙，每路话音各占一个时隙，另一个时隙为帧同步 时隙，使用TP30信号之间的相位关系。 (2) 时分复用信号码速率、帧结构。
4. 用示波器观察PCM译码输出信号。示波器的 CH1接STA，CH2接SRA( 信号A译码输出信号试 点)，观察这两个信号波形是否相同(有相位差)。 5. 用示波器定性观察PCM编译码器的动态 范围。如果没有配置低失真低频信号发生器，可以 用本模块上的正弦信号源来粗略观察PCM编译码系 统 的过载噪声(将STA-S或STB-S信号幅度调至5VP-P 以 上即过载)。
低通滤 波器 PCM 编 码器 复接器 广 义
混合 电路 低通滤 波器 PCM 编 码器 分接器
信 道
本实验使用PCM模块，该模块上有以下测试点和输入点： BS PCM基群时钟信号(位同步信号)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 SRA 信号A译码输出信号测试点 STB 输入到编码器B的信号测试点 PCM PCM基群信号测试点 PCM-A 信号A编码结果测试点 PCM-B 信号B编码结果测试点 STA-IN 外部音频信号A输入点 STB-IN 外部音频信号B输入点 本模块上有三个开关K5、K6和K8，K5、K6用来选择两个编码器的 输入信号，开关手柄处于左边(STA-IN、STB-IN)时选择外部信号、处于 右边(STA-S、STB-S)时选择模块内部音频正弦信号。K8用来选择SLB 信 号为时隙同步信号SL1、SL2、SL5、SL7中的某一个。
实验五 PCM编译码
实验五 PCM编译码实验一、实验目的1.理解PCM编译码原理及PCM编译码性能；2.熟悉PCM编译码专用集成芯片的功能和使用方法及各种时钟间的关系；3.熟悉语音数字化技术的主要指标及测量方法。
二、实验仪器1.RZ9681实验平台2.实验模块：∙主控模块∙信源编码与时分复用模块-A33.100M四通道示波器4.信号连接线三、实验原理3.1抽样信号的量化原理模拟信号抽样后变成在时间离散的信号后，必须经过量化才成为数字信号。
模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化两种。
把输入模拟信号的取值域按等距离分割的量化就称为均匀量化，每个量化区间的量化电平均取在各区间的中点，如下图所示。
qmqmqmqmqmq图3.1.2.1 均匀量化过程示意图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，那么，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的方法。
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 D 也小；反之，量化间隔就大。
非均匀量化与均匀量化相比，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（实际中往往是这样）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信噪比。
非均匀量化的实际过程通常是将抽样值压缩后再进行均匀量化。
现在广泛采用两种对数压缩，美国采用μ压缩律，我国和欧洲各国均采用A 压缩律。
本实验中PCM 编码方式也是采用A 压缩律。
A 律压扩特性是连续曲线，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。
PCM编译码实验
(2) 确定a6 ：判定值为（384+64=448 △） ，I≥448 △,a6=1；否则,a6=0 a6=0
(3) 确定a7 ：判定值为（384+32=416 △） ，I≥416 △,a7=1；否则,a7=0 a7=1
(4)确定a8 ：判定值为（416+16=432 △），I≥432 △,a8=1；否则,a8=0
1.1PCM编译码实验原理图
实验过程：
2KHZ正弦波 （P6、P7）
PCM编码
芯片
ADI码
11010100...
（P9）
PCM解码
2KHZ正弦波 （P10）
编码过程： a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 假设I=444△
段落序号 起始电平 量化间隔 a5 a6 a7 a8
6
256△ 16△ 128△ 64△ 32△ 16△
这时示波器的屏幕下方会出现 “Urms<1>???”，这个数值就是CH1测 量的波形的电压有效值。
（五）如何选择触发源
假设我们需要以CH1为触 发源，那么怎么来现实我们的 需求呢？操作如下： （1）按示波器显示板右边倒 数第三个按钮【MENU】；
（2）在显示的菜单项“信源 选择”中选择‘CH1’，这时示 波器的显示屏右上方就会出现 CH1的图样，就代表当前的触 发源为CH1
❖ （二）同步测试信号源部分〈1，2，3〉（记录P3与P7两个波形）
❖ （三）PCM单路编、译码实验MC145502〈1a\b\c\d\e\f〉（记录 P7=1000mv时P9的5个取样点码型；P7=40mv时P9的4个取样点码型； 注意整理数据时需要把ADI码变换成原码）
例：ADI：00001111 原码：01011010
PCM编译码的实验报告
PCM编译码实验报告实验目的本次实验的主要目的是了解并熟悉PCM编码和解码的过程，实现PCM编码和解码的功能，并掌握相关的实验技能。
实验环境本次实验使用了Visual Studio Code编译器和C++语言，使用了PCM编码解码库。
实验过程PCM编码PCM编码是将模拟音频信号转换为数字信号的过程。
其过程为：先将模拟信号采样，并将采样后的数值量化为离散值，再将离散值编码为数字信号。
PCM编码的实现过程如下：1.音频文件读取：使用WAV文件进行PCM编码实验，先读取WAV文件的头信息，获取音频信号的采样率、采样位数、声道数等信息。
然后读取音频数据部分，保存在数组中。
2.采样：读取到音频数据后，我们需要对其进行采样。
一般使用均匀采样的方式，按照一定的间隔从原始信号中取样，这样就得到了一系列的采样值。
3.量化：由于采样得到的数据是连续的，我们需要将其离散化。
一般采用线性量化的方式，将采样值映射到一组有限的、预先定义好的量化值中，这样就得到了一组离散的量化信号。
4.编码：将离散的量化值映射到特定的二进制编码中，以便在数字信道中传输。
编码方式有很多种，比较常用的是脉冲编码调制（PCM）编码，即将离散的量化信号一个一个地转换为二进制数字，每个采样点的所有位数都使用相同长度的二进制数字位数进行编码。
5.存储：将编码后的数字信号写入到文件中，即PCM文件。
PCM解码PCM解码是将数字信号转换为模拟音频信号的过程。
其过程为：将二进制序列解码为离散的数字信号，再将数字信号转换为模拟音频信号。
PCM解码的实现过程如下：1.音频文件读取：读取PCM文件，并获取其采样率、采样位数、声道数等信息。
2.解码：将二进制数字序列解码为离散的数字信号，即将PCM编码中的二进制数字转换为相应的离散量化值。
3.量化：将离散量化值转换为模拟信号数值。
一般使用线性内插法或者8倍抽样的方式进行量化，即将离散量化值插值为连续的模拟信号数值。
4.重建：将离散的模拟信号数值恢复成连续的原始声音信号。
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硬件实验二
一、实验名称
PCM 编译码实验 、实验目的
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。
三、 实验仪器
1. 双踪示波器一台
2. 通信原理切型实验箱一台
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 四、 实验内容与实验步骤
1 •实验连线
关闭系统电源，进行如下连接:
2.熟悉PCM 编译码模块，开关K1接通SL1或SL3 SL5 SL6,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：
源端口
目的端口
正弦信号源：0UT1 PCM&ADPCM 编译码单元：STA 正弦信号源：0UT2
PCM&ADPCM 编译码单元：STB
PCM&ADPCM 编译码单元：PCM A OUT PCM&ADPCM 编译码单元：PCM A IN PCM&ADPCM 编译码单元：PCM B OUT PCM&ADPCM 编译码单元：PCM B IN PCM&ADPCM 编译码单元： PCM_IN
PCM&ADPCM 编译码单元： PCM_OUT
集群方式
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），Cf接PCM A OUT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SLE，（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PCM B OUT 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SLQ（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），CHz分别接SLA PCM A OUT
SLB PCM B OUT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PC M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）。
示波器的CH1接STB CH2接SRB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5V P-P等于5V P-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 50dB,观察译码输出波形（当衰减45dB 以上时，译码输出信号波形上叠加有较明显的噪声）。
7. 定量测试PCM编译码器的频率特性。
频率特性测试框图如图所示。
将输入信号电压调至2V p-p左右，改变信号频率，测量译码输出信号幅度，将测试结果填入表中。
频率特性测试框图
本模块提供了两个人通话的信道。
由于麦克风输出的信号幅度比较小，需放大到2V p-p左右再由STA和STB输入到两个编码器。
译码器输出信号由SRA和SRB 输出，其幅度较大（与STA-IN STB-IN相同），需衰减到适当值后再送给扬声器。
在话筒输入放大电路中，可以通过调整可调电阻R18来改变输出增益。
在语音输出放大电路中，可以通过调整可调电阻R12和R22来改变输出音量
在实验时，只需将话筒输出信号从MIC_OUT端口连接到STA（或STB，再将
译码后的语音信号从SRA （或SRB连接到MIC_IN即可，但需将STA或STB端口的的原有连线去除。
五、实验结果记录与分析
1•用示波器观察STA STB如下，幅度为2V
2•用示波器观察PCM编码输出信号
（1）当采用非集群方式时：A通道SLA与PCM A OUT波形如下
B通道SLB与PCM B OUT波形如下
(2)当采用集群方式时：SLO与SLA波形如下
SLO与PCM A OUT波形如下
SL0与SLB波形如下
SL0与PCM B OUT波形如下
SLO与PCM OUT波形如下（S2接SL1）
SLO与PCM OUT波形如下（S2 接SL2）
SLO与PCM OUT波形如下（S2 接SL3）
SLO与PCM OUT波形如下（S2 接SL4）
结论：SL（是PCM基群的时隙同步信号，信号A,B言号插入到相应的时隙，编码输出的位置仍在相应的时隙。
编码输出总会延迟与输入。
其中第2个时隙是A 信号, 3,5,6时隙都是B信号。
每一路信号能单独测试，最终复接正确输出。
3•用示波器观察PCM译码输出信号
STA与SRA^形如下
结论：译码输出比输入有细小的相位差，即在时间上滞后
STBf SRB波形如下
结论：译码输出比输入有细小的相位差，即在时间上滞后。
4•用示波器定性观察PCM编译码器的动态范围。
幅度大于5VP-F时STA （编码输入）与SRA（译码输出）波形图
幅度等于5VP-P寸STA （编码输入）与SRA（译码输出）波形图
衰减10dB波形图
衰减20dB波形图
衰减30dB波形图
衰减40dB波形图
衰减40dB以上波形已看不清译码输出波形有明显的噪声
结论：当幅度衰减40dB以上时译码输出波形有明显的噪声。
5 .定量测试PCM编译码器的频率特性
表格记录如下：
六.思考题及总结
1. 整理实验记录，画出译码输出信号幅度与编码输入信号频率之间的关系曲线
答：实
验数据记录如上表所示，关系曲线如下
：
编码输入信号频率与译码输出信号
幅度关系曲线
2. 设PCM通信系统传输两路话音，每帧三个时隙，每路话音各占一个时隙，另一个时隙为帧同步时隙，使用TP3057编译码器。
求：
(1) 编码器的抽样信号频率及时钟信号频率，以及两个抽样信号之间的相位关系。
(2) 时分复用信号码速率、帧结构。
(3) 采用PCM基带传输，线路码为HDB3码，设计此通信系统的详细方框图以及PCM编译码电路。
(4) 采用PCM/2DPSK频带传输，设计此通信系统的详细方框图。
答：
0.2
诵
硏
输
出
信
号
幅
度
a »抽样倍
匕频宰为SKHz .卜钟僖'寸颁率为192KHZ :
125 ps
七、实验心得
本次硬件实验中，我们做了关于 PCM 编译码实验，对此部分的知识有了更 深的了解 ,进一步理解了 PCM 编码的原理。
在本学期所学课程《通信原理》中， 我们学习了相关知识理论知识，通过这次硬件实验，更加加深了对课本知识 的理解，将理论
8bit 8bit 8bit
R D - 192KB
— 125 ps —>|
帧码语音】语音2 七.
is
抽样判 决 位同歩
E （t ）
HDB 3 译诃 PCI
—r~ ------ ‘ cpd 单同針一1分接
器
# PCI
薩码単
们 Tcp q 、 忖洋码IJ 即
T CP （1）
*其他部分同⑶
运用于了实践，也锻炼自己了独立思考能力以及解决问题分析问题能力。