实验2 脉冲编码调制PCM与时分复用实验 —、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;
4.掌握时分多路复用的工作过程;用同步正弦波信号观察A律PCM八比特编码的实验。
二、实验仪器
1.HD8621D实验箱1台 2.20M双踪示波器1台 3.铆孔线5根
三、实验电路工作原理 (一PCM基本工作原理
脉冲调制就是把一个的模拟信号变换成的数字信号后在信道中传输。脉冲编码调制就是对模拟信号的过程。
所谓抽样,就是在抽样脉冲来到的时刻提取对模拟信号在,抽样把时间上的信号变成时间上的信号。
所谓量化,就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度,即用一组规定的电平,把瞬时抽样值用来表示。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。
话音信号先经滤波器,进行脉冲抽样,变成的抽样信号,然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”办法量化为的信号,再经编码后转换成。对于语音电话通信,CCITT规定抽样率为8KHz,每抽样值编位码,即共有个量化值,因而每话路PCM编码后的标准数码率是 b/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。
(二 PCM编译码电路【PCM编译码电路TP3067芯片】 1.根据图4-4和图4-5说明单路PCM编译码器的工作原理 答:
计时,可以实现对编译码器的降功耗控制。 图4-5是短帧同步定时波形图。
四、实验内容
1.用同步正弦波信号观察A律PCM八比特编码的实验; 2.脉冲编码调制(PCM及系统实验;
3.PCM八比特编码时分复用输出波形观察测量实验; 4.PCM编码时分多路复用时序分析实验。 五、实验步骤及注意事项
本PCM编译码系统分为PCM(一、PCM(二两个分系统(见图4-9、图4-10电原理图。芯片U501及外围电路构成PCM(一,芯片U502及外围电路构成PCM(二。每个TP3067芯片U501含有一路PCM编码器和一路PCM译码器。本PCM编译码系统信号流程框图(如图4-6,PCM(一上、PCM (二下电原理图(如图4-9 。
编码部分:将PCM(一编码数据在X时隙(TP503输出,PCM(二编码数据在Y时隙(TP509输出,两路信号可“线与”时分复用输出(PCM编码输出为三态门输出,其向同一条总线上轮流传输信号而互不干扰,条件为同一时间只能有一个三态门处于工作状态,其余的门处于高阻状态,即在不同的时间段占用总线。
译码部分:PCM(一译码部分在Y时隙(TP509接收数据,PCM(二译码部分在X时隙(TP503接收数据。
其信号流程框图如图4-6。
图4-6 PCM编译码系统信号流程框图
(一我们以PCM(一数据编码输出,最终由PCM(二译码输出为例: 1.打开实验箱右侧电源开关,电源指示灯亮。 2.薄膜键盘选择PCM编译码,有三个选项。 01 T24,R8,C2M 02 T30,R16,C2M 03 T0,R1,C128KHz 选择一项按确认键。其中:
T表示PCM(一编码时隙,PCM(二译码时隙。24即第24个时隙脉冲 R表示PCM(二编码时隙,PCM(一译码时隙。16即第16个时隙脉冲
C表示PCM(一与PCM(二的线路编译码时钟,如:2M即2048KHz,一帧中可容纳32路数据时分复用;那若线路编译码时钟为128KHz,一帧中可容纳路数据时分复用,通过实验观察验证你的结果。
3. 用连接线将同步正弦波信号由TP002引出,接入PCM(一的模拟信号输入铜铆孔TP501。
4. K501的1-2脚相连,即将PCM(一编码器的编码信号(或者与PCM(二时分复用的数据
送到“时分复用总线”上;K502的1-2脚相连,即PCM(一和PCM(二的译码器接收“时分复用总线”上的对应时隙上的数据。
5.测量TP501~TP504、TP511~TP512各点波形,波形如图4-8。示波器两通道同时测量TP503、
TP504两点波形,此时能观察到稳定的8比特PCM数字输出信号。
6.测量TP506、TP512两路译码器还原输出铜铆孔,看哪个译码器能还原输出正确的同步正弦波
信号,参照上面的实验原理介绍分析实验结果。
7.用连接线将译码输出信号由TP512(或TP506引出,接入到功放模块TP006“喇叭输入”接
口。
8.改变输入的模拟信号,选择不同的编译码时隙和线路时钟,测量各点波形。
(二 时分复用,解复用实验
1. 打开实验箱右侧电源开关,电源指示灯亮。
2. 薄膜键盘选择PCM编译码,有三个选项中选择一项按确认键。 01 T24,R8,C2M 02 T30,R16,C2M 03 T0,R1,C128KHz
3. 用连接线将不同的两种模拟信号分别接入TP501和TP507 “模拟输入”铜铆孔。
4. K501的1-2脚相连,即将PCM(一编码器的编码信号(或者与PCM(二时分复用的数据
送到“时分复用总线”上;K502的1-2脚相连,即PCM(一和PCM(二的译码器接收“时分复用总线”上的对应时隙上的数据。
5. 用连接线连接TP504和TP510两铜铆孔,即将PCM(二编码输出信号复用到“时分复用总
线”上。时分多路复用波形分析示意图。
6. 测量TP501~TP512各点波形,分析各波形间的关系。
7. 用连接线将译码器输出信号由TP506和TP512引出,分别接入到功放模块TP006“输入”铜
铆孔接口或“电话模拟收”铜铆孔接口。此时两路模拟信号分别经过PCM编码,时分复用,解复后用各自译码输出。
8. 改变输入的模拟信号,选择不同的编译码时隙和时钟,测量各点波形。
【注:上述步骤中,薄膜键盘选择03项,可在普通示波器上观测到稳定的PCM编码波形。
跳线开关放置:
K501:1—2:PCM(一编码器的编码信号送到“时分复用总线”上;
2—3:PCM(一编码数据(或者与PCM(二时分复用的数据输出,发往AMI/HDB3码编译码系统编码输入端。
K502:1—2:PCM(一和PCM(二译码器接收“时分复用总线”的数据;
2—3:PCM(一和PCM(二译码器接收AMI/HDB3码编译码系统译码数据。】 六、实验报告要求
1. 画出实验电路的实验方框图,并叙述其工作过程。
2. 画出实验过程中各测量点的波型图,注意对应相位、时序关系。
3. 观察同步正弦波的编码波形,读出编码数据(至少12个字节数据,注意观测方法。
4. 写出本次实验的心得体会,以及对本次实验有何改进意见。
