脉冲编码调制(PCM)实验报告范文
3.脉冲编码调制PCM_标准实验报告
3.脉冲编码调制PCM_标准实验报告一、实验目的：1. 了解脉冲编码调制（PCM）的原理及其应用。
2. 熟悉DSP开发平台。
3. 完成PCM的硬件电路设计与软件编程。
二、实验原理：1. PCM原理：脉冲编码调制（PCM）是一种数字信号处理技术，将模拟信号按照一定的规律离散化，转化为数字信号，再传输或存储。
PCM系统由三个部分组成：采样、量化和编码。
缺点：1. PCM方法对采样率和量化位数较为敏感。
2. 处理量大，处理速度慢。
3. 每次采样都独立进行，与前一次的采样结果没有关联。
1. 采样值易于处理，可以方便地进行数字信号处理。
2. 可以通过更改量化位数和采样率等参数，以兼顾信号的数据量和品质。
2. 实验步骤：a. 编程：使用CCS软件并在TI DSP C 5428 Starter Kit开发板上完成。
b. 硬件设计：ADC和DAC芯片接口实现PCM。
三、实验过程：1. 编译代码：在CCS软件中设置项目属性，并编译好主程序、看门狗模块程序、初始化模块程序及中断模块程序。
2. 设置采样率：根据需要，设置采样率及准备除采样及量化外的程序代码。
3. 硬件电路设计：将ADC芯片、DAC芯片及DSP开发板连接起来，实现PCM功能。
Four、实验结果：经过实验及测试，能够成功将模拟信号转换为数字信号，并以数字信号的方式进行输出或存储。
同时，PCM系统在处理语音、图像及信号传输等领域中应用广泛。
五、实验感想：通过本次实验，掌握了PCM技术的原理和应用，加深了对总线接口及模拟信号与数字信号的概念和认知。
同时，也学习到了如何使用DSP开发平台及CCS软件进行程序开发、编译及测试等工作。
在今后的研究工作中，PCM技术将是一个非常有用的数学处理工具，值得进一步深入研究。
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编码实验报告
pcm编码实验报告PCM编码实验报告一、引言在数字通信领域，PCM（脉冲编码调制）是一种常用的信号编码技术。
本实验旨在通过对PCM编码的实际操作，深入了解PCM编码的原理、特点以及应用。
二、实验目的1. 理解PCM编码的基本原理；2. 掌握PCM编码的实验操作方法；3. 分析PCM编码的优缺点及其在通信领域的应用。
三、实验设备和原理1. 实验设备：计算机、PCM编码器、PCM解码器、示波器等；2. PCM编码原理：PCM编码是通过对模拟信号进行采样和量化，然后将量化结果转换为二进制码流的过程。
采样率越高，量化精度越高，PCM编码的质量越好。
四、实验过程1. 连接实验设备：将模拟信号输入PCM编码器，再将PCM编码器的输出连接到PCM解码器，最后将解码器的输出连接到示波器；2. 设置采样率和量化精度：根据实验要求，设置合适的采样率和量化精度；3. 进行PCM编码：通过PCM编码器对输入信号进行采样和量化，得到二进制码流；4. 进行PCM解码：将PCM编码器的输出连接到PCM解码器，解码器将二进制码流转换为模拟信号；5. 观察示波器显示：将PCM解码器的输出连接到示波器，观察解码后的信号波形。
五、实验结果与分析1. 通过示波器观察，可以看到PCM编码器输出的二进制码流经过解码后，波形与输入信号基本一致，证明PCM编码解码过程的准确性；2. 随着采样率的增加，PCM编码的质量提高，但同时也会增加数据传输量；3. 在实际应用中，PCM编码常用于音频信号的数字化处理，如CD、MP3等。
六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了PCM编码的原理和实验操作方法。
PCM编码作为一种常用的信号编码技术，在数字通信领域有着广泛的应用。
通过对模拟信号的采样和量化，PCM编码可以将信号转换为二进制码流，实现信号的数字化处理。
实验结果表明，PCM编码解码过程准确可靠，能够保持原始信号的质量。
同时，我们也意识到采样率和量化精度对PCM编码的影响，需要在实际应用中进行合理的选择。
pcm编译码器实验报告
pcm编译码器实验报告PCM编码器实验报告摘要：本实验旨在通过使用PCM编码器来对模拟信号进行数字化编码，以便在数字通信系统中进行传输和处理。
实验结果表明，PCM编码器能够有效地将模拟信号转换为数字信号，并且在一定程度上保持了信号的原始信息。
本实验为数字通信系统的设计和优化提供了重要的参考和实践基础。
引言：随着数字通信技术的不断发展，PCM编码器作为一种重要的数字信号处理技术，被广泛应用于语音通信、数据传输、音频存储等领域。
PCM编码器能够将模拟信号转换为数字信号，从而实现信号的数字化处理和传输。
本实验旨在通过对PCM编码器的实验研究，探讨其在数字通信系统中的应用和性能表现。
实验目的：1. 了解PCM编码器的基本原理和工作过程；2. 掌握PCM编码器的实验操作方法；3. 分析PCM编码器在数字通信系统中的应用和性能特点。
实验原理：PCM编码器是一种基于脉冲编码调制（PCM）原理的数字信号处理设备，其工作原理是将模拟信号进行采样、量化和编码，最终输出数字信号。
在PCM编码器中，采样率和量化位数是影响编码质量的重要参数，采样率越高、量化位数越大，编码精度越高。
实验过程：1. 连接实验设备，调试参数；2. 输入模拟信号，观察编码输出；3. 调整采样率和量化位数，比较编码效果；4. 记录实验数据，分析结果。
实验结果：通过实验观察和数据分析，我们发现在一定范围内，增加采样率和量化位数可以提高PCM编码器的编码精度，但是也会增加系统的复杂度和成本。
另外，我们还发现在一定程度上，PCM编码器能够有效地保持原始信号的信息，但是在高频信号和动态范围较大的信号上，编码效果会有所下降。
结论：本实验通过对PCM编码器的实验研究，深入理解了其工作原理和性能特点，为数字通信系统的设计和优化提供了重要的参考。
未来的研究方向包括进一步优化编码器的算法和结构，提高编码精度和系统性能。
同时，还可以探索PCM编码器在不同应用场景下的性能表现，为其在实际工程中的应用提供更多的参考和指导。
脉冲编码调制(PCM)实验报告
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 专用大规模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1台；直流稳压电源l 台；低频信号发生器l 台；失真度测试仪l 台；PCM 实验箱l 台。
三、 实验原理 PCM 数字终端机的结构示意图如下：PCM 原理图如下：模拟信源 预滤波抽样器 波形编码器 量化、编码 数字信道波形解码器重建滤波器抽样保持、X/sinx 低通模拟终端()x t ()x n ()ˆxn ()ˆxt 发送端接收端PCM 编译码原理为：1.PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。
2.抽样:把连续时间模拟信号转换成离散时间连续幅度的抽样信号；3.量化:把离散时间连续幅度的抽样信号转换成离散时间离散幅度的数字信号；4.编码:将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。
5.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。
ITT G.712 详细规定了它的S/N指标，还规定比特率为64Kb/s. 使用A 律或u 律编码律。
A律13折线和其编码表为：A律13折线图A律13折线编码表段落序号段落码c2 c3 c4段内码c5 c6 c7 c88 111 0000…….11117 110 0000…….11116 101 0000…….11115 100 0000…….11114 011 0000…….11113 010 0000…….11112 001 0000…….11111 000 0000…….1111内为均匀分层量化，即等问隔16 个分层。
系统性能测试有三项指标，即动态范围、信噪比特性和频率特性。
在满足一定信噪比(SIN)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。
PCM 编译码系统动态范围样板值图：动态范围测试框图：四、 实验步骤（一）时钟部分：1. 主振频率为4096KHz ；用示波器在测试点(1)观察主振波形，用示波器测量其频率。
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。
pcm编译码器实验报告
pcm编译码器实验报告PCM编码器实验报告引言在现代通信领域中，数字信号处理技术扮演着至关重要的角色。
PCM编码器作为一种数字信号处理技术的应用，被广泛应用于音频和语音通信系统中。
本文将介绍PCM编码器的原理、实验过程和结果，并对其性能进行评估和分析。
一、PCM编码器的原理PCM编码器（Pulse Code Modulation Encoder）是一种将模拟信号转换为数字信号的技术。
其基本原理是将连续的模拟信号离散化，然后将每个采样值用二进制数表示。
PCM编码器由采样、量化和编码三个步骤组成。
1. 采样采样是将连续的模拟信号在时间上进行离散化的过程。
在实验中，我们使用了一个采样频率为Fs的采样器对模拟信号进行采样。
采样频率决定了信号在时间轴上的离散程度，过低的采样频率会导致信号失真，而过高的采样频率则会浪费计算资源。
2. 量化量化是将连续的采样值映射为离散的量化级别的过程。
在实验中，我们使用了一个分辨率为N的量化器对采样值进行量化。
分辨率决定了量化级别的数量，过低的分辨率会导致信息丢失，而过高的分辨率则会增加编码的复杂性。
3. 编码编码是将量化后的离散值用二进制数表示的过程。
在实验中，我们使用了一种线性编码的方法，将每个量化级别映射为一个二进制码字。
编码后的二进制数可以通过数字信号传输或存储。
二、实验过程为了验证PCM编码器的性能，我们设计了一套实验方案，包括信号生成、PCM 编码器实现和性能评估三个步骤。
1. 信号生成我们选择了一个简单的音频信号作为实验输入信号。
通过声卡输入设备，我们将音频信号输入到计算机中。
在计算机上，我们使用MATLAB软件对音频信号进行处理，包括采样频率和量化分辨率的设置。
2. PCM编码器实现为了实现PCM编码器，我们使用MATLAB编程语言编写了一段代码。
该代码根据采样和量化的参数，对输入信号进行采样、量化和编码，最终输出PCM编码的二进制数据。
3. 性能评估为了评估PCM编码器的性能，我们使用了两个指标：信噪比（SNR）和失真度。
通信原理2_通信原理报告(PCM)
脉冲编码调制（PCM）实验一、实验目的：学会利用MATLAB软件对脉冲编码的仿真。
通过实验提高学生实际动手能力和编程能力，为日后从事通信工作奠定良好的基础。
二、实验内容：（1）根据抽样值+1270，利用MATLAB软件编写其PCM程序，进一步加强对PCM编码原理的理解。
（2）根据抽样值-93，利用MATLAB软件编写其PCM程序。
三、程序和实验结果：（1）+1270 程序clear allclose allx=+1270;% 极性码C1的判定if x>0out(1)=1;elseout(1)=0;end%段落码C2、C3、C4的判定，st为段落数，step为if abs(x)>=0 & abs(x)<16out(2)=0;out(3)=0;out(4)=0;step=1;st=0;elseif 16<abs(x) & abs(x)<32out(2)=0;out(3)=0;out(4)=1;step=1;st=16;elseif 32<abs(x) & abs(x)<64out(2)=0;out(3)=1;out(4)=0;step=2;st=32;elseif 64<abs(x) & abs(x)<128out(2)=0;out(3)=1;out(4)=1;step=4;st=64;elseif 128<abs(x) & abs(x)<256out(2)=1;out(3)=0;out(4)=0;step=8;st=128;elseif 256<abs(x) & abs(x)<512out(2)=1;out(3)=0;out(4)=1;step=16;st=256;elseif 512<abs(x) & abs(x)<1024out(2)=1;out(3)=1;out(4)=0;step=32;st=512;elseout(2)=1;out(3)=1;out(4)=1;step=64;st=1024;end% 段内码的判定if(abs(x)>=2048)out(2:8)=[1 1 1 1 1 1 1]elsetmp=floor((abs(x)-st)/step); %floor 取整函数，不大于该数的最大整数t=dec2bin(tmp,4)-48; %dec2bin把tmp转化成4位二进制数，由于dec2bin转换得到的是string类型，%因此用double强制转换后得到的是ASCII值，数字0的ascii值为48,再减去48就可以了out(5:8)=t(1:4);endout=reshape(out,1,8) %将数组out改写成一个1x8的数组（2）+1270 实验结果out =1 1 1 1 0 0 1 1（3）-93程序clear allclose allx=-93;% 极性码C1的判定if x>0out(1)=1;elseout(1)=0;end%段落码C2、C3、C4的判定，st为段落数，step为if abs(x)>=0 & abs(x)<16out(2)=0;out(3)=0;out(4)=0;step=1;st=0;elseif 16<abs(x) & abs(x)<32out(2)=0;out(3)=0;out(4)=1;step=1;st=16;elseif 32<abs(x) & abs(x)<64out(2)=0;out(3)=1;out(4)=0;step=2;st=32;elseif 64<abs(x) & abs(x)<128out(2)=0;out(3)=1;out(4)=1;step=4;st=64;elseif 128<abs(x) & abs(x)<256out(2)=1;out(3)=0;out(4)=0;step=8;st=128;elseif 256<abs(x) & abs(x)<512out(2)=1;out(3)=0;out(4)=1;step=16;st=256;elseif 512<abs(x) & abs(x)<1024out(2)=1;out(3)=1;out(4)=0;step=32;st=512;elseout(2)=1;out(3)=1;out(4)=1;step=64;st=1024;end% 段内码的判定if(abs(x)>=2048)out(2:8)=[1 1 1 1 1 1 1]elsetmp=floor((abs(x)-st)/step); %floor 取整函数，不大于该数的最大整数t=dec2bin(tmp,4)-48; %dec2bin把tmp转化成4位二进制数，由于dec2bin转换得到的是string类型，%因此用double强制转换后得到的是ASCII值，数字0的ascii值为48,再减去48就可以了out(5:8)=t(1:4);endout=reshape(out,1,8) %将数组out改写成一个1x8的数组（4）-93实验结果out =0 0 1 1 0 1 1 1四、实验结果及分析：（1）+1270实验结果分析（2）-97实验结果分析。
脉冲编码调制解调试验
《通信原理》实验报告实验四：脉冲编码调制解调试验系别：信息科学与工程学院专业班级：通信1003学生姓名：学号：同组学生：成绩：指导教师：惠龙飞（实验时间：20 12 年12 月14 日——20 12 年12 月14 日）华中科技大学武昌分校一、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、60M双踪示波器一台4、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。
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。
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编码实验报告
实验四脉冲编码调制(pcm)实验一、实验目的通过本实验,学生应达到以下要求: 1,了解语音信号pcm编译码的工作原理及实现过程. 2,验证pcm编译码原理. 3,初步了解pcm专用大规模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,学习并掌握相应的测试方法.二、实验内容本实验可完成以下实验内容：? 观察测量pcm调制解调的各种时隙信号 ? 观察编译码波形? 测试动态范围、信噪比和系统频率特性 ? 对系统性能指标进行测试和分析? 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码器分路收图4.1 pcm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。
PCM编码实验报告
PCM编码实验报告实验目的：本实验旨在了解PCM（脉冲编码调制）编码的原理和应用，掌握PCM编码的基本过程和方法，以及理解PCM编码的优缺点。
实验器材：1.音频信号源2.音频调制解调器3.示波器4.电脑及相关软件实验原理：实验过程：1.连接音频信号源和音频调制解调器，将音频信号输出到音频解调器的输入端口。
2.设置音频信号频率和幅度，调节调制解调器的参数，使得有合适的幅度和频率。
3.将音频解调器的输出连接到示波器上，观察波形是否有明显的变化。
4.使用电脑及相关软件，将示波器上的波形进行基于PCM编码的数字化处理。
5.观察PCM编码后的音频信号在电脑软件上的显示效果。
实验结果：经过PCM编码，音频信号成功地被数字化处理，并在电脑软件上显示出来。
信号的幅度和频率得到了有效的量化和编码。
实验分析：PCM编码的优点包括：可靠性高，抗干扰能力强，传输质量好。
PCM 编码可以将连续的模拟信号转换为数字信号进行传输和处理，可以减少信号传输过程中的噪声和失真。
同时，PCM编码还可以对信号进行压缩，提高传输效率。
PCM编码的缺点包括：需要较大的带宽和传输速率；编码和解码的复杂度较高，需要较多的处理器和存储空间。
此外，PCM编码对信号的输入范围和精度有一定的要求，如果输入的信号超出了范围或者精度不够高，就会导致编码误差增大或者数据丢失。
实验感想：通过本次实验，我对PCM编码的原理和应用有了更深入的了解。
PCM 编码是一种常用的数字音频编码方式，广泛应用于音频信号的传输、存储和处理中。
掌握PCM编码的基本过程和方法，对于理解和应用数字音频技术具有重要意义。
同时，我还发现PCM编码在音频信号的数字化处理中，具有较高的可靠性和传输质量，但也存在一定的局限性。
综上所述，PCM 编码是一种值得深入研究和应用的数字音频编码技术。
脉冲编码调制(PCM)实验报告
实验四脉冲编码调制(PCM)实验一、实验目的通过本实验,学生应达到以下要求:1,了解语音信号PCM编译码的工作原理及实现过程.2,验证PCM编译码原理.3,初步了解PCM专用大规模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,学习并掌握相应的测试方法.二、实验内容本实验可完成以下实验内容：⏹观察测量PCM调制解调的各种时隙信号⏹观察编译码波形⏹测试动态范围、信噪比和系统频率特性⏹对系统性能指标进行测试和分析◆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.图4.1 PCM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。
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。
pcm实验报告
pcm实验报告PCM实验报告一、引言PCM（Pulse Code Modulation）脉冲编码调制技术是一种将模拟信号转换成数字信号的方法，广泛应用于音频、视频和通信领域。
本实验旨在探究PCM技术的原理和应用，并通过实验验证其性能。
二、实验目的1. 了解PCM技术的基本原理；2. 掌握PCM编码和解码的方法；3. 分析PCM编码中的量化误差，并评估其对信号质量的影响；4. 实现PCM编码解码的算法，并验证其正确性。
三、实验原理1. PCM编码原理PCM编码过程主要包括采样、量化和编码三个步骤。
首先，模拟信号经过采样器以一定的频率进行采样，将连续的模拟信号转换为离散的样值。
然后，采样值经过量化器进行量化处理，将连续的幅度值转换为离散的量化级别。
最后，量化后的数值通过编码器进行编码，生成对应的二进制码流。
2. PCM解码原理PCM解码过程与编码相反，主要包括解码和重构两个步骤。
首先，接收到的PCM码流通过解码器进行解码，将二进制码流转换为量化级别。
然后，解码后的量化级别通过重构器进行重构，恢复为连续的模拟信号。
四、实验步骤1. 实现PCM编码算法根据PCM编码原理，编写程序实现采样、量化和编码的过程。
通过输入模拟信号，输出对应的PCM码流。
2. 实现PCM解码算法根据PCM解码原理，编写程序实现解码和重构的过程。
通过输入PCM码流，输出对应的模拟信号。
3. 信号质量评估通过对比原始模拟信号和解码后的模拟信号，分析量化误差对信号质量的影响。
采用信噪比（SNR）作为评估指标，计算解码后信号与原始信号之间的信噪比。
五、实验结果与分析1. PCM编码结果将一段音频信号输入PCM编码算法，得到对应的PCM码流。
通过观察PCM码流的波形和频谱，可以验证编码的正确性。
2. PCM解码结果将PCM码流输入PCM解码算法，得到对应的模拟信号。
通过比较解码后的模拟信号与原始信号的波形和频谱，评估解码算法的准确性。
3. 信号质量评估结果根据解码后的模拟信号和原始信号计算信噪比，得到评估结果。
3.脉冲编码调制PCM_标准实验报告
实验十二脉冲编码调制PCM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【实验环境】1、实验分组：两人一组或者单人2、设备：通信实验箱，数字存储示波器【实验原理】1.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8KHz。
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5-1 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5—2所示。
实际中广泛使用的是两种对数形式的压缩特性：A 律和μ律。
通信原理pcm实验报告
通信原理pcm实验报告通信原理PCM实验报告一、实验目的本实验旨在通过实践操作，深入理解脉冲编码调制（PCM）的原理和应用，并掌握PCM信号的产生和解调方法。
二、实验原理PCM是一种数字通信技术，通过将模拟信号转换为数字信号，实现信号的传输和处理。
PCM的基本原理是将连续的模拟信号进行采样、量化和编码，使之转换为离散的数字信号，然后再通过解码和重构，将数字信号转换为与原信号相似的模拟信号。
三、实验步骤1. 准备工作：a. 连接实验仪器：将信号源与示波器相连，示波器与编码解码器相连。
b. 调节信号源：设置信号源的频率和幅度，使之适合实验要求。
2. 信号采样：a. 打开示波器，选择合适的时间基准和触发方式。
b. 调节示波器的水平和垂直幅度，使得信号波形清晰可见。
c. 通过示波器触发功能，采集模拟信号的样本。
3. 信号量化：a. 将采样得到的模拟信号通过编码解码器进行量化处理。
b. 调节编码解码器的量化步长和量化级别，使得数字信号能够准确地表示原信号。
4. 信号编码：a. 将量化后的数字信号通过编码解码器进行编码处理。
b. 调节编码解码器的编码方式和编码速率，使得编码后的信号能够方便传输和解码。
5. 信号解码：a. 将编码后的数字信号通过编码解码器进行解码处理。
b. 调节编码解码器的解码方式和解码速率，使得解码后的信号能够准确地还原为原信号。
6. 信号重构：a. 将解码后的数字信号通过编码解码器进行重构处理。
b. 调节编码解码器的重构滤波器和重构参数，使得重构后的信号能够与原信号相似。
四、实验结果与分析通过实验操作，我们成功地实现了PCM信号的产生和解调。
经过采样、量化、编码、解码和重构等步骤，原始的模拟信号被转换为数字信号，并通过解码和重构后恢复为与原信号相似的模拟信号。
在实验过程中，我们发现信号的采样频率和量化级别对信号的还原质量有着重要影响。
较高的采样频率和较大的量化级别可以提高信号的还原精度，但同时也会增加数据传输和处理的复杂度。
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。
PCM脉冲编码调制(通信原理实验报告)
实验一 PCM 脉冲编码调制信息学院（院、系） 电子信息工程 专业 班 通信原理教程 课s 2、利用Matlab 对模拟信源s=sint （0<t<2π）进行均匀量化，量化间隔为0.2。
3、编制一个函数实现均匀PCM 量化编码，并计算量化噪声比（SQNR ）。
function [sqnr,a_quan,code]=upcm(a,n)%均匀PCM 量化编码函数>>x=2*sinc(20*t).*cos(2*pi*%变量sqnr：量化噪声比，向量a_quan：量化后信号序列，向量code：量化后编码矩阵amax=max(abs(a));a_quan=a/amax; %对输入信号序列归一化，这样信号幅度为[-1，1]b_quan=a_quan;d=2/n; %设定d：量化间隔q=d.*[0:n-1]-(n-1)/2*d; %设定q：每个量化区间对应的判决阈值%对归一化后的输入信号序列进行量化for i=1:n;index=find((q(i)-d/2<=a_quan)&(a_quan<=q(i)+d/2));a_quan(index)=q(i)*ones(1,length(index));b_quan(find(a_quan==q(i)))=(i-1).*ones(1,length(find(a_quan==q(i))) );enda_quan=a_quan*amax; %将量化后的信号归一化值恢复nu=ceil(log2(n)); %设定给定量化级数所需比特数%定义一个以输入信号序列中元素个数为行数，量化级数所需比特数为列数的矩阵code=zeros(length(a),nu);%对输入信号序列量化后进行编码for i=1:length(a)for j=nu:-1:0if(fix(b_quan(i)/(2^j))==1)code(i,nu-j)=1;b_quan(i)=b_quan(i)-2^j;endendend%计算量化噪声比：dB为单位sqnr=20*log10(norm(a)./norm(a-a_quan));%脚本文件结束常用函数用法：find(x)：是找出矩阵x中非0元素的位置。
pcm实验报告
pcm实验报告实验目的，通过本次实验，我们旨在深入了解和掌握PCM（Pulse Code Modulation）脉冲编码调制的原理和实验方法，以及对PCM信号的采样、量化和编码解码过程进行实际操作，加深对数字信号处理的理解和应用。
实验仪器，示波器、信号发生器、PCM编码解码实验箱、数字示波器、计算机等。
实验原理：PCM是一种数字信号编码方式，它将模拟信号转换为数字信号。
PCM编码的基本过程包括采样、量化和编码。
首先是采样，即将模拟信号在时间上进行离散采样；然后是量化，将采样后的信号幅度离散化为一系列离散值；最后是编码，将量化后的信号用二进制代码表示。
解码时，需要将二进制代码转换为模拟信号，即还原原始信号。
实验步骤：1. 连接实验箱和示波器，设置信号发生器输出正弦波信号；2. 调节信号发生器频率和幅度，观察示波器上的模拟信号波形；3. 将示波器输出信号接入PCM编码解码实验箱，进行PCM编码和解码实验；4. 使用数字示波器观察PCM编码后的数字信号波形；5. 将PCM编码器输出接入计算机，通过软件解码还原模拟信号；6. 分析实验结果，总结PCM编码解码的特点和应用。
实验结果与分析：通过实验，我们观察到了PCM编码解码的过程和结果。
在采样过程中，我们发现采样频率对信号重建的影响，采样频率过低会导致信号失真；在量化过程中，我们发现量化精度的大小对信号的还原质量有很大影响；在编码解码过程中，我们了解到PCM编码解码的原理和实际应用，以及数字信号处理的重要性。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了PCM编码解码的原理和实验方法，加深了对数字信号处理的理解和应用。
在今后的学习和工作中，我们将更加注重数字信号的处理和应用，不断提高自己的实践能力和创新能力。
附录，实验数据和观察记录。
以上就是本次PCM实验报告的全部内容，谢谢阅读。
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实验四脉冲编码调制(PCM)实验一、实验目的通过本实验,学生应达到以下要求:1,了解语音信号PCM编译码的工作原理及实现过程.2,验证PCM编译码原理.3,初步了解PCM专用大规模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,学习并掌握相应的测试方法.二、实验内容本实验可完成以下实验内容：⏹观察测量PCM调制解调的各种时隙信号⏹观察编译码波形⏹测试动态范围、信噪比和系统频率特性⏹对系统性能指标进行测试和分析◆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.图4.1 PCM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电源图4.4 TP3067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。
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.图4.6 P CM编译码系统动态范围样板值图4.7 动态范围测试框图原理部分已经提到,PCM编译码器允许输入信号的最大幅度为4.36V.设临界过载幅度为Vmax,这是正弦输入信号编码不过载的最大幅度.当输入信号大于临界过载幅度之后,输出信号的S/N 急剧下降.为了确保器件的安全使用,本实验在进行动态范围这一指标测试时,最好不再对输入信号的临界过载进行验证,建议取输入信号的最大幅度为5V(峰峰值) (注意:信号要由小至大调节),测出此时的S/N 值.然后以10dB 间隔(电压值)衰减输入信号,将测试数据填入下表.2、信噪比特性在上一项测试中选择出最佳编码电平(S/N最高),在此电平下测试不同频率下的信噪比值,频率选择在500Hz,1KHz,2KHz,3KHz.信噪比特性的测试框图如图4.8所示.图4.8 信噪比特性测试框图信噪比特性测试数据记录于下表3、空载噪声将信号输入端接地,将编码器输出连接到译码器输入端,用毫伏表测量空载噪声,同ΔM 的空载噪声相比较.4、频率特性选一合适的输入电平,改变输入信号的频率,在测试点(8)逐频率点测出译码输出信号的电压值.五、实验报告1、整理实验记录,画出PCM编译码中相应时隙的波形.2、整理实验记录,根据实验结果绘制PCM编译码过程中相关的波形和曲线.3、分析集成化PCM编译码系统组成及各部分的作用.答： PCM编译码系统由收滤波器，发滤波器，编码器，译码器，合路，分路构成。
滤波器的作用是滤掉不必要的频率成分，减少噪声干扰；编码器的任务是根据输入的样值得到相应的8位二进制代码；译码器的作用是把收到的PCM信号还原成相应的样值信号。
4、对PCM和△M系统的系统性能进行比较,总结它们各自的特点.答： PCM和△M都是模拟信号数字化的基本方法,△M实际上是DPCM的一种特例。
在相同的信道传输速率下，对于量化信噪比，在传输速率低时，△M性能优越，在编码位数多、码率较高时，PCM性能优越。
在编码位数时，△M性能优于PCM性能;△M与PCM抗干扰性能取决于误码的影响。
由于△M中误码只会引起2的脉冲幅度误差，而在PCM中误码所引起的误码脉冲幅度一般大于2,所以，在同样误码条件下，△M系统质量优于PCM质量。
如果希望两者有相同的误码噪声功率，则PCM系统中误码率小于△M系统中的误码率;△M比PCM更适用于对语音信号和图像信号的编码。
PCM系统的特点：多路信号统一编码，一般采用8位编码(语音信号).编码设备复杂，但质量较好。
PCM系统一般用于大容量的干线通信。
△M系统的特点：单路信号单用一个编码设备，设备简单，一般数码率比PCM的低，质量次于PCM。
△M一般适用于小容量支线通信，话路增减方便灵活。
5、在实际的通信系统中收端(译码)部分的定时信号是怎样获取的答：译码器所需的定时脉冲均由定时部分提供。
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。
6、通过本实验还有什么收获和体会这次实验，通过动手体验脉冲编码调制的过程，我对PCM编译码的工作原理有了深入的认识，学会了对PCM编译码系统的性能进行测试，如动态范围、信噪比特性。
我还学会了用失真度测试仪的测失真度的简单步骤和方法，第一次使用失真度测试仪确实有点摸不着头脑，拿着一本手册，对着仪器研究了好半天，还看了老师的演示，最后才弄明白整个的使用过程。
实验过程中，我们也遇到过一些麻烦，一开始我和组员观察测试点（2）的时候，示波器总是不能完整地显示（2）的波形，我们把示波器调来调去就是不行，然后我们换了一台仪器，还是同样的情况，我们总觉得是PCM板有问题，因为电路连线很简单，而且我们用万用表检查了几遍都没问题，最后我们只好请教老师，老师动了动示波器的几个旋钮测试点（2）波形就出来了。
这让我们很惭愧，做了这么多的实验，连示波器的简单调节都没学会。
通过这个小插曲，我发现我在试验中解决问题的能力有待提高，对仪器的熟练度也有待练习。
实验中出现的其他问题也不少，我们都一一地解决，完成了实验。
总之，这次实验使我明白，实验不能只是按照实验指导一步步地死磕，遇到问题不能依赖老师，要动脑子，想办法，这样才能是自己提高。