通信原理实验PAMPCM编译码器系统
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】。
PAM调制与抽样及PCM编译码
武汉大学教学实验报告电子信息学院 电子信息工程 专业 2018 年 11 月 29 日实验名称 PAM调制与抽样及PCM编译码 指导教师 陈泽宗 姓名 董一展 年级 16 学号 2016301200254 成绩一、预习部分1.实验目的2.实验基本原理3.主要仪器设备1．实验目的（1）掌握自然抽样、平顶抽样特性；理解抽样脉冲脉宽、频率对恢复信号的影响；理解低通滤波器幅频特性对恢复信号的影响；了解混迭效应产生的原理。
（2）理解PCM编译码原理及PCM编译码性能；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；熟悉语音数字化技术的主要指标及测量方法。
2．实验原理（1）自然抽样和平顶抽样：自然抽样可以看做曲顶抽样，在抽样脉冲的时间内，抽样信号的顶部变化是随m(t)变化的，即在顶部保持了m(t)变化的规律。
而对于平顶抽样，在每个抽样脉冲时间里，其顶部形状为平的。
（2）PCM编码硬件实现：集成芯片TP3057完成PCM编译码除了相应的外围电路外，主要需要3种时钟，即: 编码时钟MCLK、线路时钟BCLK、帧脉冲FS。
三个时钟需有一定的时序关系，否则芯片不能正常工作:编码时钟MCLK:是一个定值，2048K;线路时钟BCLK:是64K的n 倍，即:64K、128K、256K、512K、1024K、2048K几种;帧脉冲FS:是8K，脉宽必须是BCLK的一个时钟周期。
3．实验设备RZ9681实验平台、实验主控模块、模块A3、A6、双踪示波器、信号连接线若干二、实验操作部分1.实验内容及步骤2.实验数据、表格及数据处理3.实验结论1.实验步骤（1）实验模块在位检查（2）加电（3）选择对应的实验模块，并连接信号线（4）按照实验要求完成各个参数的测量并记录（5）整理实验2.实验现象（1）自然抽样原始信号及其频谱 抽样脉冲信号及频谱PAM取样信号及频谱 恢复信号在倍抽样脉冲实验中，分别进行1.5倍、2倍、4倍、8倍的抽样，输入信号皆为2KHz 正弦波，改变抽样脉冲信号频率即可改变抽样倍数。
PCM编译码系统_实验说明
时分多址是基于时间分割信道。即把时间分割成周期性的时间段（时 帧），对一个时帧再分割成更小的时间段（间隙），然后根据一定的分 配原则，使每个用户在每个时帧内只能按指定的时隙收发信号。 比如，每个手机用户只占一个时隙，他只在这个时隙接受基站信息， 该用户手机只在这个时隙工作，即在每帧中只在它工作的时隙里面接 受信息（若是 GPRS的话，可能占用多个时隙，因为 GPRS是多时隙工作 的）；对于基站它需要对很多用户发送信息，所以基站的每帧里的每 个时隙都在发送数据，只是每个时隙内的接受者不同，即用户不同。
当频率固定,改变电平时,电平增加,会导致译码输出畸变； 当电平固定,提高频率,S/N下降； 如果频率 超过4KHZ左右,TP306基本观察不到信号。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
由 于 时 钟 频 率 为 2.048 MHz ，抽样信号频率为 8 KHz，一帧中有32个时隙， 其中 1 个时隙为 PCM 编码 数据，另外 31 个时隙都 是空时隙。编码输入时 钟为256 KHz。
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。
PAM PCM编译码器系统
PAM编译码器系统实验目的：1.验证抽样定理2.观察了解PAM信号形成的过程3.了解混迭效应形成的原因准备工作:交换模块内,KQ01设置在2-3位置KQ02设置在NH位置(右端).实验内容：1.近似自然抽样脉冲序列测量2.重建信号观测3.平顶抽样脉冲序列测量4.平顶抽样重建信号观测5.信号混迭观测1、近似自然抽样脉冲序列测量实验步骤：1. 首先将K701设置在T位置，K702设置在F，调整函数信号发生器正弦波输出频率为200～1000Hz、输出电平为2Vp-p的测试信号送入信号测试端口J005和J0062. 观测J005和TP703，以TP703做同步。
J005与TP701 TP703与J0052、重建信号观测实验步骤：保持测试信号不变，以J005输入信号做同步,观测TP704。
J005与TP7043、平顶抽样脉冲序列测量实验步骤：将KQ02设置在H位置（左端）方法同自然抽样脉冲序列测量，请同学自拟测量方案。
记录测量波形，与自然抽样测量结果做比较。
TP703与J0054、平顶抽样重建信号观测实验步骤：将KQ02设置在H位置（左端）。
方法同自然抽样脉冲序列测量，请同学自拟测量方案记录测量波形，与自然抽样测量结果对比分析平顶抽样的测试结果。
J005与TP7045、信号混迭观测实验步骤：1. 将K702设置在NF位置。
调整函数信号发生器正弦波输出频率为6KHz～7KHz左右、电平为2Vp-p的测试信号送入信号测试端口J005和J006。
2. 观测TP704,缓慢变化测试信号输出频率,分析解释测量结果。
混迭现象PCM编译码器系统实验目的：1.了解语音编码的工作原理，验证PCM编译码原理；2.熟悉PCM抽样时钟、编码数据和输入/输出时钟之间的关系；3.了解PCM专用大规模集成电路的工作原理和应用；4.熟悉语音数字化技术的主要指标及测量方法；实验内容：PCM编码1.输出时钟和帧同步时隙信号观测2.抽样时钟信号与PCM编码数据测量PCM译码1.PCM译码器输出模拟信号观测1、输出时钟和帧同步时隙信号观测实验步骤：加电后,菜单选择“PCM”编码方式,观测TP504和TP503，以TP504做同步。
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。
《通信原理》PCM(一)实验报告
课程名称：_______________项目名称：_______________
姓名：______专业：_______班级：____学号：____同组成员________________
一、实验预习部分：
本实验使用PCM编译码模块。
1.点到点PCM多路电话通信原理
图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。
2译码原理方框图
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。
由于时钟频率为2.048MHz，抽样信号频率为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1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个时隙中有29个是空时隙，第0时隙为帧同步码(×1110010)时隙，第2时隙为信号A的时隙，第1(或第5、或第7 —由开关K8控制)时隙为信号B的时隙。
二、实验过程记录：
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。
实验步骤及实验数据：
三、实验结果与讨论：
实验报告成绩（百分制）__________实验指导教师签字：__________
pcm编译码模块原理4096khz晶振分频器1分频器2帧同步信号产生器正弦信号源as1s2s3s4pcm编译码器a复接器抽样信号产生信号pcm编译码器bpcmpcmasrbsrapcmb256khzs3s2s18khz2048khzclkslasl2slbstaink5slaslb?????????sl7sl5sl2sl1sl0k8正弦信号源bstbinstbk6stasstastbs图2pcm编译码原理方框图本模块上有三个开关k5k6和k8k5k6用来选择两个编码器的输入信号开关手柄处于左边stainstbin时选择外部信号处于右边stasstbs时选择模块内部音频正弦信号
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。
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。
通信原理实验PAMPCM编译码器系统
通信原理实验报告一11/3/2013实验一PAM编译码器系统一、实验原理和电路说明抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。
抽样过程是模拟信号数字化的第一步，抽样性能的优劣关系到通信设备整个系统的性能指标。
利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为抽样，抽样后的信号称为脉冲调幅（PAM）信号。
抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)，如果它的最高频率为f h，则可以唯一地由频率等于或大于2f h的样值序列所决定。
在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息。
并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原始信号。
通常将语音信号通过一个3400 Hz低通滤波器（或通过一个300～3400Hz的带通滤波器），限制语音信号的最高频率为3400Hz，这样可以用频率大于或等于6800 Hz的样值序列来表示。
语音信号的频谱和语音信号抽样频谱见图4.1.1和图4.1.2所示。
从语音信号抽样频谱图可知，用截止频率为f h的理想低通滤波器可以无失真地恢复原始信号m(t)。
h图4.1.1 语音信号频谱s hh s h图4.1.2 语音信号的抽样频谱h s hs h 图4.1.4 f s ＜2f h 时语音信号的抽样频谱h s hs h 图4.1.3 留出防卫带的语音信号的抽样频谱实际上，设计实现的滤波器特性不可能是理想的，对限制最高频率为3400Hz 的语音信号，通常采用8KHz 抽样频率。
这样可以留出一定的防卫带（1200Hz ），参见图4.1.3所示。
当抽样频率f s 低于2倍语音信号的最高频率f h ，就会出现频谱混迭现象，产生混迭噪声，影响恢复出的话音质量，原理参见图4.1.4所示。
在抽样定理实验中，采用标准的8KHz 抽样频率，并用函数信号发生器产生一个频率为f h 的信号来代替实际语音信号。
通过改变函数信号发生器的频率f h ，观察抽样序列和低通滤波器的输出信号，检验抽样定理的正确性。
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。
数字通信原理实验：PCM编译码实验
五、实验注意事项
实验前准备： ❖ 按实验板标示电压调准电源，然后关闭电源，接好并检查电源与实验板的
正负极连接线是否正确，正确无误才能开启电源。 ❖ 开启电源时观察电流表，保证+I<180mA,-I<60mA,否则迅速关机检查。 ❖ 示波器探头1:10,严禁1:1。 实验中： ❖ 实验（二）3，调整W2使得P7的峰-峰值小于5V，以免损坏IC2914。 ❖ 实验中记录各测试点波形时应标示严格的时序关系。 ❖ 精密电位器W1当调整听到“嗒嗒”响声时已经到了尽头，要进行反方向
调节。 ❖ 改换测量点时示波器地线夹子要拿好并抬高远离实验板，千万不能让地线
夹子在实验板上拖走，否则会造成短路，烧坏IC芯片。 实验后： ❖ 实验完毕后关闭电源，拆除连接线，把实验板摆放整齐。
六、实验报告要求
1. 整理实验记录，画出相应的曲线和波形，标时序相位关系。 2. PCM编译码系统由哪些部分构成?各部分的作用是什么? 3. 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? 4.对改进实验有什么建议?
数字通信原理实验
PCM编、解码单路、多路综合实验
指导老师:李冰、梁仕文
一、实验目的
❖ 了解PCM编译码的基本工作原理及实现过程。 ❖ 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。 ❖ 初步了解通信专用集成电路的工作原理和使用方法。
二、基本原理
❖ 略，请同学们在实验前认真研读实验指导书P6-P21，了解PCM编码基 本原理。
四、实验内容
实验箱有两种电路板：MC实验板和TC实验板，主要以集成芯片的型 号来区分
MC实验板（MC145502P）
❖ （一）时钟部分 〈1，2，3〉 ❖ （二）同步测试信号源部分〈1，2，3〉 ❖ （三）PCM单路编、译码实验MC145502〈1a\b\c\d〉
PAM编译码实验
实验一 PAM编译码实验实验步骤：准备工作：将交换模块内的抽样时钟模式开关KQ02设置在NH位置（右端），将测试信号选择开关KO01设置在外部测试信号输入2_3位置（右端）。
1.近似理想抽样脉冲序列测量（1）首先将输入信号选择开关K701设置在T（测试状态）位置，将低通滤波器选择开关K702设置在F（滤波位置），为便于观测，调整函数信号发生器正弦波输出频率为200～1000Hz、输出电平为2Vp-p的测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。
（2）用示波器同时观测正弦波输入信号（J005）和抽样脉冲序列信号（TP703），观测时以TP703做同步。
调整示波器同步电平和微调调整函数信号发生器输出频率，使抽样序列与输入测试信号基本同步。
测量抽样脉冲序列信号与正弦波输入信号的对应关系。
我们小组选的输出频率为500Hz，上面的波形是抽样脉冲序列信号（TP703），下面的是正弦波输入信号（J005）。
波形如下：2.理想抽样重建信号观测TP704为重建信号输出测试点。
保持测试信号不变，用示波器同时观测重建信号输出测试点和正弦波输入信号，观测时以J005输入信号做同步。
波形如下(上面的是J005，下面的是TP704)：3.平顶抽样脉冲序列测量将交换模块内的抽样时钟模式开关KQ02设置在H位置（左端）。
方法同1测量，请同学自拟测量方案。
记录测量波形，与理想抽样测量结果做比较。
波形如下：与理想抽样测量结果比较发现：两者虽然抽样方式不一样，显示的波形不一样，但是其大体轮廓还是很类似的。
4.平顶抽样重建信号观测将交换模块内的抽样时钟模式开关KQ02设置在H位置（左端）。
方法同2测量，请同学自拟测量方案。
记录测量波形，与理想抽样测量结果对比分析平顶抽样的测试结果。
波形如下：与理想抽样测量结果对比发现：在输入信号波形相同的情况下，平顶抽样的重建信号的波形振幅要比理想抽样测量结果的振幅大。
5.信号混迭观测（1）当输入信号频率高于4KHz（1/2抽样频率）时，重建信号将出现混迭效应。
数字通信原理实验PCM编译码实验
数字通信原理实验PCM编译码实验
PCM编码实验是数字通信原理实验的其中一部分。
PCM是指把数字信号转换成模拟信
号的技术。
它是“数字信号-模拟信号”转换的基础，在现代数字通信系统中起着重要的
作用。
Pulse控制调制（PCM）的技术被用来把数字信号转换成模拟信号，以作为示波器的被测量信号。
PCM也可以作为存储和传输数据的信号，用于标准电话和数据网络。
PCM编码实验一般包括PCM编码系统的实验设备、信号源、低通滤波器、PCM编码和
调制器以及PCM解码器等部分。
在实验中，学生首先要选择相应的实验设备，连接各部件，配置信号源，使其具有调制、编码、采样等能力。
学生还要根据实验要求，选择PCM编码
的码率，设置编码和调制参数。
随后，PCM编码、调制及低通滤波器的输出结果要被观察
分析。
其次，学生要给定解码参数，计算PCM的误码概率，并要求各模块的性能。
最后，
学生还要比较PCM编码和解码之间的差异，并且分析不同码率编码系统带来的性能差异。
此外，PCM编码实验还可以让学生了解和掌握噪声的模型和误码分析，体验不同信号
处理理论的实际应用，同时使学生了解码率和PCM的性能。
因此，PCM编码实验对学生掌
握和运用PCM编码系统的方法至关重要，是进行数字通信原理研究、实践的必要环节。
通信原理实验五 实验报告 PCM编码、译码原理实训
南昌大学实验报告学生姓名：学号：专业班级：实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：实验五PCM编码、译码原理实训一、实验目的1.熟加深对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；4.了解帧同步信号的时序状态关系；5.掌握时分多路复用的工作过程；6.用同步正弦波信号观察PCM 八比特编码的实验。
二、实验原理1.脉冲编码调制（1）脉冲调制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。
（2）脉冲编码调制①脉冲编码调制对模拟信号先抽样，量化、编码的过程。
②抽样在抽样脉冲来到的时刻提取对模拟信号在该时刻的瞬时值，抽样把时间上连续的信号变成时间上离散的信号；抽样速率的下限是由抽样定理确定的。
③量化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。
④编码用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值；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。
图 1 PCM原理框图图 2 A/D及D/A电路框图2.PCM 编译码电路PCM编译码电路主要由芯片U401及外围电路构成。
每个TP3067 芯片U401含有一路PCM 编码器和一路PCM 译码器。
编码电路：模拟信号它要经过取样、量化、编码；译码电路：PCM信号经过译码、低通滤波、放大，输出模拟信号。
单路编译码器在同一时刻只能为一个用户进行A/D及D/A 变换。
图 3 PCM编码器图 4 PCM译码器三、实验步骤1.编码部分SP401接入模拟信号（同步正弦波信号）；SP405接入2048KHz主时钟信号；SP406接入8KHz脉冲信号；SP407接入可选发码时钟，有64K、512K、2048K 三种频率。
PAM与脉冲编码调制解调实验报告__PAM与PCM
实验二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1 PAM 实验原理框图如图2-1所示：图2-1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。
图2-2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。
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。
PCM编译码系统实验
PCM编译码系统实验一、【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、取值离散得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下图所示。
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2=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2-1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。
本实验模块中，为了降低对测试示波器的要求，将PCM 帧的传输速率设置为64Kbit/s或128Kbit/s两种，这样增加了编码数据码元的宽度，便于用低端示波器观测。
此时一个PCM 帧里，可容纳的PCM编码分别为1路或2路。
另外，发送时序FSX与接收时序FSR使用相同的时序，测试点为34TP01。
实验结构框图已在模块上画出了，实验时需用信号连接线连接34P02和34P03两铆孔，即将编码数据直接送到译码端，传输信道可视为理想信道。
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通信原理实验报告一11/3/2013实验一PAM编译码器系统一、实验原理和电路说明抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。
抽样过程是模拟信号数字化的第一步，抽样性能的优劣关系到通信设备整个系统的性能指标。
利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为抽样，抽样后的信号称为脉冲调幅（PAM）信号。
抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)，如果它的最高频率为f h，则可以唯一地由频率等于或大于2f h的样值序列所决定。
在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息。
并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原始信号。
通常将语音信号通过一个3400 Hz低通滤波器（或通过一个300～3400Hz的带通滤波器），限制语音信号的最高频率为3400Hz，这样可以用频率大于或等于6800 Hz的样值序列来表示。
语音信号的频谱和语音信号抽样频谱见图4.1.1和图4.1.2所示。
从语音信号抽样频谱图可知，用截止频率为f h的理想低通滤波器可以无失真地恢复原始信号m(t)。
实际上，设计实现的滤波器特性不可能是理想的，对限制最高频率为3400Hz的语音信号，通常采用8KHz抽样频率。
这样可以留出一定的防卫带（1200Hz），参见图4.1.3所示。
当抽样频率f s低于2倍语音信号的最高频率f h，就会出现频谱混迭现象，产生混迭噪声，影响恢复出的话音质量，原理参见图4.1.4所示。
在抽样定理实验中，采用标准的8KHz抽样频率，并用函数信号发生器产生一个频率为f h的信号来代替实际语音信号。
通过改变函数信号发生器的频率f h，观察抽样序列和低通滤波器的输出信号，检验抽样定理的正确性。
抽样定理实验各点波形见图4.1.5所示。
图4.1.6 是通信原理综合实验系统所设计的抽样定理实验电路组成框图。
电路原理描述：输入信号首先经过信号选择跳线开关K701，当K701设置在N位置时（左端），输入信号来自电话接口1模块的发送话音信号；当K701设置在T位置时（右端），输入信号来自测试信号。
测试信号可以选择外部测试信号或内部测试信号，当设置在交换模块内的跳线开关KQ01设置在1_2位置（左端）时，选择内部1KHz测试信号；当设置在2_3位置（右端）时选择外部测试信号，测试信号从J005模拟测试端口输入。
抽样定理实验采用外部测试信号输入。
运放U701A、U701B（TL084）和周边阻容器件组成一个3dB带宽为3400Hz的低通滤波器，用于限制最高的语音信号频率。
信号经运放U701C缓冲输出，送到U703（CD4066）模拟开关。
模拟开关U703（CD4066）通过抽样时钟完成对信号的抽样，形成抽样序列信号。
信号经运放U702B（TL084）缓冲输出。
运放U702A、U702C（TL084）和周边阻容器件组成一个3dB带宽为3400Hz的低通滤波器，用来恢复原始信号。
跳线开关K702用于选择输入滤波器，当K702设置在F位置时（左端），送入到抽样电路的信号经过3400Hz的低通滤波器；当K702设置在NF位置时（右端），信号不经过抗混迭滤波器直接送到抽样电路，其目的是为了观测混迭现象。
设置在交换模块内的跳线开关KQ02为抽样脉冲选择开关：设置在H位置为平顶抽样（左端），平顶抽样是通过采样保持电容来实现的，且τ=Ts；设置在NH为自然抽样（右端），为便于恢复出的信号观测，此抽样脉冲略宽，只是近似自然抽样。
平顶抽样有利于解调后提高输出信号的电平，但却会引入信号频谱失真，τ为抽样脉冲宽度。
通常在实际设备里，收端必须采用频率响应为的滤波器来进行频谱校准，抵消失真。
这种频谱失真称为孔径失真。
该电路模块各测试点安排如下：1、TP701：输入模拟信号2、TP702：经滤波器输出的模拟信号3、TP703：抽样序列4、TP704：恢复模拟信号二、实验仪器1、J H5001通信原理综合实验系统一台2、20MHz双踪示波器一台3、函数信号发生器一台三、实验目的1、验证抽样定理2、观察了解PAM信号形成的过程3、了解混迭效应形成的原因四、实验内容准备工作：将交换模块内的抽样时钟模式开关KQ02设置在NH位置（右端），将测试信号选择开关KQ01设置在外部测试信号输入2_3位置（右端）。
1.近似自然抽样脉冲序列测量（1）首先将输入信号选择开关K701设置在T（测试状态）位置，将低通滤波器选择开关K702设置在F（滤波位置），为便于观测，调整函数信号发生器正弦波输出频率为200～1000Hz、输出电平为2Vp-p的测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。
（2）用示波器同时观测正弦波输入信号（J005）和抽样脉冲序列信号（TP703），观测时以TP703做同步。
调整示波器同步电平和微调调整函数信号发生器输出频率，使抽样序列与输入测试信号基本同步。
测量抽样脉冲序列信号与正弦波输入信号的对应关系。
2.重建信号观测TP704为重建信号输出测试点。
保持测试信号不变，用示波器同时观测重建信号输出测试点和正弦波输入信号，观测时以J005输入信号做同步。
3.平顶抽样脉冲序列测量将交换模块内的抽样时钟模式开关KQ02设置在H位置（左端）。
方法同1测量，请同学自拟测量方案。
记录测量波形，与自然抽样测量结果做比较。
4.平顶抽样重建信号观测将交换模块内的抽样时钟模式开关KQ02设置在H位置（左端）。
方法同2测量，请同学自拟测量方案。
记录测量波形，与自然抽样测量结果对比分析平顶抽样的测试结果。
5.信号混迭观测（1）当输入信号频率高于4KHz（1/2抽样频率）时，重建信号将出现混迭效应。
观测时，将跳线开关K702设置在NF（无输入滤波器）位置。
调整函数信号发生器正弦波输出频率为6KHz～7KHz左右、电平为2Vp-p的测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。
（2）用示波器观测重建信号输出波形。
缓慢变化测试信号输出频率，注意观察输入信号与重建信号波形的变化是否对应一致。
分析解释测量结果。
五、实验报告1、整理实验数据，画出测试波形。
2、当f s＞2f h和f s＜2f h时，低通滤波器输出的波形是什么？总结一般规律。
六、实验结果1.近似自然抽样脉冲序列测量2.重建信号观测3.平顶抽样脉冲序列测量4.平顶抽样重建信号观测5.平顶抽样重建信号观测实验二PCM编译码器系统一、实验原理和电路说明PCM编译码模块将来自用户接口模块的模拟信号进行PCM编译码，该模块采用MC145540集成电路完成PCM编译码功能。
该器件具有多种工作模式和功能，工作前通过显示控制模块将其配置成直接PCM模式（直接将PCM码进行打包传输），使其具有以下功能：1、对来自接口模块发支路的模拟信号进行PCM编码输出。
2、将输入的PCM码字进行译码（即通话对方的PCM码字），并将译码之后的模拟信号送入用户接口模块。
在通信原理实验平台中，有二套完全一致的PCM编译码模块，这二个模块与相应的电话用户接口模块相连。
本教程仅以第一路PCM编译码原理进行说明，另一个模块原理与第一路模块相同，不再重述。
PCM编译码器模块电路与ADPCM编译码器模块电路完全一样，由语音编译码集成电路U502（MC145540）、运放U501（TL082）、晶振U503（20.48MHz）及相应的跳线开关、电位器组成。
电路工作原理如下：PCM编译码模块中，由收、发两个支路组成，在发送支路上发送信号经U501A运放后放大后，送入U502的2脚进行PCM编码。
编码输出时钟为BCLK（256KHz），编码数据从U502的20脚输出（DT_ADPCM1），FSX为编码抽样时钟（8KHz）。
编码之后的数据结果送入后续数据复接模块进行处理，或直接送到对方PCM译码单元。
在接收支路中，收数据是来自解数据复接模块的信号（DT_ADPCM_MUX），或是直接来自对方PCM编码单元信号（DT_ADPCM2），在接收帧同步时钟FSX（8KHz）与接收输入时钟BCLK（256KHz）的共同作用下，将接收数据送入U502中进行PCM译码。
译码之后的模拟信号经运放U501B 放大缓冲输出，送到用户接口模块中。
PCM编译码模块中的各跳线功能如下（测试点与ADPCM编译码模块相同）：1、跳线开关K501是用于选择输入信号，当K501置于N（正常）位置时，选择来自用户接口单元的话音信号；当K501置于T（测试）位置时选择测试信号。
测试信号主要用于测试PCM的编译码特性。
测试信号可以选择外部测试信号或内部测试信号，当设置在交换模块内的跳线开关KQ01设置在1_2位置（左端）时，选择内部1KHz测试信号；当设置在2_3位置（右端）时选择外部测试信号，测试信号从J005模拟测试端口输入。
2、跳线器K502用于设置发送通道的增益选择，当K502置于N（正常）位置时，选择系统平台缺省的增益设置；当K502置于T（调试）位置时可将通过调整电位器W501设置发通道的增益。
3、跳线器K504用于设置PCM译码器的输入数据信号选择，当K504置于MUX（左）时处于正常状态，解码数据来自解数据复接模块的信号；当K504置于ADPCM2（中）时处于正常状态，解码数据来自对方PCM编码单元信号；当K504置于LOOP（右）时PCM单元将处于自环状态。
4、跳线器K503用于设置接收通道增益选择，当K503置于N（正常）时，选择系统平台缺省的增益设置；当K503置于T（调试）时将通过调整电位器W502设置收通道的增益。
该单元的电路框图见图4.2.1。
二个模块电路完全相同。
在该模块中，各测试点的定义如下：1、TP501：发送模拟信号测试点2、TP502：PCM发送码字3、TP503：PCM编码器输入/输出时钟4、TP504：PCM编码抽样时钟5、TP505：PCM接收码字6、TP506：接收模拟信号测试点二、实验仪器1、J H5001通信原理综合实验系统一台2、20MHz双踪示波器一台3、函数信号发生器一台4、音频信道传输损伤测试仪一台三、实验目的1、了解语音编码的工作原理，验证PCM编译码原理；2、熟悉PCM抽样时钟、编码数据和输入/输出时钟之间的关系；3、了解PCM专用大规模集成电路的工作原理和应用；4、熟悉语音数字化技术的主要指标及测量方法；四、实验内容加电后，通过菜单选择“PCM”编码方式。
此时，系统将U502设置为PCM模式。
（一）PCM编码器1.输出时钟和帧同步时隙信号观测用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和输出时钟信号（TP503），观测时以TP504做同步。
分析和掌握PCM编码抽样时钟信号与输出时钟的对应关系（同步沿、脉冲宽度等）。
2.抽样时钟信号与PCM编码数据测量将跳线开关K501设置在T位置，用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。