pcm编译码实验总结
PCM编码是一种数字信号处理技术，它将模拟信号转换为数字信号，是现代
通信系统中极其重要的一种技术。在通信系统中，PCM编码能够通过精细的采样
和量化，将模拟信号数字化，使其适应数字信道传输。PCM编码也是音频、视频、电视广播等信号传输和储存的基础技术。
在大学数字信号处理课程中，我们进行了一次PCM编译码的实验。在这个实
验中，我们掌握了PCM编码的原理，了解了PCM编码的技术特点和消除量化误
差的方法，同时也体验了数字信号处理技术的实际应用。
这里，我将详细概括我们的实验过程，总结了我们在实验中遇到的问题以及解
决问题的方法，同时也提供了一些在实验中容易出现的错误和解决方案。
1. 实验目的和准备
我们的实验目的是了解数字信号处理的基本原理和PCM编码技术。首先，我
们需要熟悉PCM编码的原理和流程，理解采样、量化、编码和译码的过程。其次，我们需要了解PCM编码的技术特点，例如高噪声容忍度和误差累计。
在实验前，我们需要准备一些设备和材料，包括：
- 一个信号发生器（产生模拟信号）
- 一个示波器（观测波形）
- 一个PCM编码器和译码器（实现信号的编码和译码）
- 一个嵌有PCM模块的FPGA实验板（实现硬件实现）
- 一份PCM编码器和译码器的原理图
2. 实验流程
实验分为三个部分：建立实验板电路、编码译码测试和仿真验证。下面是每个部分的详细说明：
2.1. 建立实验板电路。
我们首先需要将实验板电路连接正确。我们需要在实验板上找到PCM编码模块的IO口，并将信号发生器的输出信号连接到该IO口上。我们需要确保每个端口都正确连接，否则实验将不能顺利进行。
2.2. 编码译码测试。
在将信号发生器的输出信号连接到PCM编码模块后，我们需要测试PCM编码和译码的过程。将信号发生器的输出信号设定为一个正弦波，观察译码器输出的数字信号，这个数字信号是通过量化、编码和译码处理而来。由于要将数字信号传输到信号发生器，因此我们需要将PCM编码后的数字信号通过DAC转换为模拟信号，从而得到与原始信号相似的输出波形。
2.3. 仿真验证。
除了通过实验板测试PCM编码和译码的过程之外，我们还可以使用仿真验证来验证我们在实验中接受到的数码值是否正确。在仿真中，我们可以使用MATLAB等工具来模拟信号和数字信号处理过程。这可以让我们更好地理解PCM 编码的原理、特性和实现方法。
3. 实验中遇到的问题和解决方法
在实验中，我们遇到了一些问题。下面是这些问题和我们采取的解决方案：
3.1. 编码器和译码器接口连接错误。
当我们连接PCM编码器和译码器时，如果接口连接错误，就会导致数据不能正确传输。我们需要仔细检查电路图，确保每个端口都与相应的接口连接。
3.2. 量化误差过大。
由于量化误差的存在，PCM编码实际上并不能完全消除误差。如果量化误差过大，就会导致译码器的输出信号与原始信号有较大的差异。要解决这个问题，我们可以采用一些消除量化误差的方法，例如噪声抗性调整和运动预测等。
3.3. 硬件实现错误。
在硬件实现中，我们需要确保每个电路板和系统都精确无误。如果硬件实现错误，就会导致信号处理结果错误。要消除这个问题，我们需要仔细检查每个电路板是否正确连接，确保设备间可以正常通信。
4. 实验总结
在本次PCM编码实验中，我们巩固了数字信号处理的基本理论和思想，并通过实验深入了解了PCM编码的技术特点、优点和缺点。我们在实践探索中遇到了一些问题，我们学习了如何查找并消除问题。这次实验使我们更加深入了解数字信号处理技术，并为未来的研究和应用铺平了道路。
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。这是由于采样和量化过程中引入的误差所致。随着采样率和量化位数的增加，PCM编码的精度会提高，但同时也会增加存储和传输的成本。 解码器输出的音频效果与输入信号相比，存在一定的失真。这是由于解码过程中的误差累积以及解码器本身的性能限制所导致的。因此，在实际应用中，需
PCM编译码实验总结 介绍 在通信系统中，信息传输是一个至关重要的环节。为了使数字信号能够在传输过程中保持完整和准确，需要对其进行编码和解码。PCM（脉冲编码调制）编译码是一种常用的数字信号编码和解码方法，本实验旨在通过实际操作，深入理解和掌握PCM编译码的原理和应用。 实验目的 •探究PCM编码的原理和工作方式 •了解PCM解码的过程和实施方法 •理解编码参数对信号质量的影响 •学会通过MATLAB等工具进行PCM编译码实验 实验器材与软件 实验器材 •个人电脑 •信号发生器 •数字示波器 •学习开发板 软件 •MATLAB •C语言开发环境 实验步骤 PCM编码部分 1.生成待编码的模拟信号（正弦波、方波等），并用MATLAB进行波形展示
2.设置编码参数（量化等级、采样频率等），编写MATLAB代码实现PCM编码 3.使用数字示波器观测编码后的数字信号，验证编码结果的准确性和完整性 PCM解码部分 1.通过学习开发板将编码后的数字信号发送到计算机 2.使用C语言编写解码程序，实现PCM解码过程 3.对解码后的数字信号进行重建，并用数字示波器观测其波形，验证解码结果 的准确性和完整性 参数调整与分析 1.改变编码参数，如量化等级和采样频率，观察编码和解码结果的变化 2.对比不同编码参数下的信号质量，分析其优缺点和适用范围 结果与分析 PCM编码结果 通过MATLAB生成的波形图和数字示波器观测结果可以看出，PCM编码可以将模拟 信号转换为数字信号，并实现信号的准确传输。编码后的数字信号保持了原始信号的基本特征，但是数据量大大减小，便于传输和处理。 PCM解码结果 通过C语言解码程序实现的PCM解码过程可以将编码后的数字信号还原为与原始信号相似的模拟信号。解码结果经过数字示波器的观测，与原始信号具有良好的一致性，证明了PCM解码的准确性和有效性。 参数调整与分析结果 通过改变编码参数，我们发现不同的量化等级和采样频率对信号质量有明显的影响。较高的量化等级和采样频率可以增加信号的分辨率，提高信号的保真度，但数据量也相应增大。因此，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的编码参数，权衡数据量和信号质量之间的关系。
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：
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。 https://www.doczj.com/doc/7c19296453.html,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。 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： （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。同样在(2) 、(3)和(4)观察并测量其它时钟信 号，并记录各点波形的频率和幅度。 （二）PCM编译码器： 1.音频信号(f=1KHz,Vpp=2V) 从(5)、(5’)输入；在(6)观察到PCM 编 码输出的码流； 2.连接(6)-(7)，在测试点(8)可观察到经译码和接收低通滤波器恢复 出的输出音频信号，记录测试此点的波形参数。 （三）系统性能测试： 1.动态范围：取输入信号的最大幅度为5Vpp，信号由小至大调节， 测出此时的S/N值，记录于表。 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、 1000Hz、1500Hz、2000Hz、3000Hz；记录对应的信噪比。 3.频率特性：选一合适的输入电平(Vin=2Vpp) ，改变输入信号的 频率，在(8)处逐频率点测出译码输出信号的电压值，频率特性 测试数据记录于表。
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。信噪比是衡量编码后信号与原始信号之间的相似度的指标，失真度是衡量编码 后信号与原始信号之间的差异度的指标。通过对编码前后信号进行比较，我们 可以得出PCM编码器的性能评估结果。 三、实验结果和分析 经过实验，我们得到了PCM编码器的性能评估结果。在采样频率为 Fs=44.1kHz、量化分辨率为N=16位的情况下，我们得到了一个信噪比为 SNR=90dB的结果。这说明PCM编码器在高采样频率和足够的量化分辨率下，能够实现较高的信号还原度。另外，我们还计算了失真度为0.01的结果，表明
大连理工大学实验报告 实验七PCM编译码器系统 一、实验目的和要求 见预习报告 二、实验内容 PCM编码器 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译码器 1.PCM译码器输出模拟信号观测 三、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 四、实验结果 PCM编码器 1．输出时钟和帧同步时隙信号观测 CH1：TP504 CH2：TP503 分析和掌握PCM编码抽样时钟信号与输出时钟的对应关系 由图可以看出在抽样时钟信号的高电平部分，输出时钟有8个脉冲，即进行了PCM编码，且为8bit/s 2．抽样时钟信号与PCM编码数据测量 方法一：
CH1：TP502 CH2：TP504 分析和掌握PCM编码输出数据（TP504）与抽样时钟信号（同步沿、脉冲宽度）及输出时钟的对应关系。 由图可以看出，每个抽样区间都各不相同，看似随机，实际遵循一定的编码规律。PCM量化编码后是“0”，“1”的数字信号，可以根据一定的规律，如A率将其恢复成原来的电平，再经过抽样、滤波恢复原始的波形。 方法二：K502在右端：K502在左端： CH1：TP502 CH2：TP504 CH1：TP502 CH2：TP504 分析和掌握PCM编码输出数据与帧同步时隙信号、发送时钟信号的对应关系 由图可以看出，PCM编码输出数据与帧同步时隙信号、发送时钟信号同步 PCM译码器 PCM译码器输出模拟信号观测 (1)定性观测解码恢复出的模拟信号质量（2）频率固定1000Hz，测试信号电平1.27V CH1:TP506 CH2:TP501 CH1:TP506 CH2:TP501 分析：从图中可以看出，输入的是1004Hz的正弦信号，输出也是1004Hz的正弦信号，输出信号较输入信号有放大，通过坐标比较，输出信号与输入信号并不是完全同步的，有65us的延时。
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
pcm编译码实验总结 PCM编码是一种数字信号处理技术，它将模拟信号转换为数字信号，是现代 通信系统中极其重要的一种技术。在通信系统中，PCM编码能够通过精细的采样 和量化，将模拟信号数字化，使其适应数字信道传输。PCM编码也是音频、视频、电视广播等信号传输和储存的基础技术。 在大学数字信号处理课程中，我们进行了一次PCM编译码的实验。在这个实 验中，我们掌握了PCM编码的原理，了解了PCM编码的技术特点和消除量化误 差的方法，同时也体验了数字信号处理技术的实际应用。 这里，我将详细概括我们的实验过程，总结了我们在实验中遇到的问题以及解 决问题的方法，同时也提供了一些在实验中容易出现的错误和解决方案。 1. 实验目的和准备 我们的实验目的是了解数字信号处理的基本原理和PCM编码技术。首先，我 们需要熟悉PCM编码的原理和流程，理解采样、量化、编码和译码的过程。其次，我们需要了解PCM编码的技术特点，例如高噪声容忍度和误差累计。 在实验前，我们需要准备一些设备和材料，包括： - 一个信号发生器（产生模拟信号） - 一个示波器（观测波形） - 一个PCM编码器和译码器（实现信号的编码和译码） - 一个嵌有PCM模块的FPGA实验板（实现硬件实现） - 一份PCM编码器和译码器的原理图 2. 实验流程
实验分为三个部分：建立实验板电路、编码译码测试和仿真验证。下面是每个部分的详细说明： 2.1. 建立实验板电路。 我们首先需要将实验板电路连接正确。我们需要在实验板上找到PCM编码模块的IO口，并将信号发生器的输出信号连接到该IO口上。我们需要确保每个端口都正确连接，否则实验将不能顺利进行。 2.2. 编码译码测试。 在将信号发生器的输出信号连接到PCM编码模块后，我们需要测试PCM编码和译码的过程。将信号发生器的输出信号设定为一个正弦波，观察译码器输出的数字信号，这个数字信号是通过量化、编码和译码处理而来。由于要将数字信号传输到信号发生器，因此我们需要将PCM编码后的数字信号通过DAC转换为模拟信号，从而得到与原始信号相似的输出波形。 2.3. 仿真验证。 除了通过实验板测试PCM编码和译码的过程之外，我们还可以使用仿真验证来验证我们在实验中接受到的数码值是否正确。在仿真中，我们可以使用MATLAB等工具来模拟信号和数字信号处理过程。这可以让我们更好地理解PCM 编码的原理、特性和实现方法。 3. 实验中遇到的问题和解决方法 在实验中，我们遇到了一些问题。下面是这些问题和我们采取的解决方案： 3.1. 编码器和译码器接口连接错误。 当我们连接PCM编码器和译码器时，如果接口连接错误，就会导致数据不能正确传输。我们需要仔细检查电路图，确保每个端口都与相应的接口连接。 3.2. 量化误差过大。
《信息处理综合实验》 实验报告（二） 班级： 姓名： 学号： 日期：2020-11-16
实验二 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、实验内容及步骤 PCM 编码原理验证 (1). 设置工作参数设置原始信号为：“正弦”，1000hz，幅度为15（约2Vp-p）； (2). PCM 串行接口时序观察输出时钟和帧同步时隙信号观测：用示波器同时观测抽样脉冲信号（3TP7）和输出时钟信号（3TP8），观测时以3TP7 做同步。分析和掌握PCM 编码抽样脉冲信号与输出时钟的对应关系（同步沿、脉冲宽度等）。 (3). PCM 串行接口时序观察抽样时钟信号与PCM 编码数据测量：用示波器同时观测抽样脉冲信号（3TP7）和编码输出信号（3TP4），观测时以3TP7 做同步。分析和掌握PCM 编码输出数据与抽样脉冲信号（数据输出与抽样脉冲沿）及输出时钟的对应关系。 PCM 译码观测 用导线连接3P4 和3P5，此时将PCM 输出编码数据直接送入本地译码器，构成自环。用示波器同时观测输入模拟信号3TP1 和译码器输出信号3TP6，观测信号时以3TP1 做同步。定性的观测解码信号与输入信号（1000HZ、2Vpp）的关系：质量、电平、延时。PCM 频率响应测量 将测试信号电平固定在2Vp-p，调整测试信号频率，定性的观测译码恢复出的模拟信号电平。观测输出信号信电平相对变化随输入信号频率变化的相对关系。用点频法测量。测量频率范围：200Hz～4000Hz。 PCM 译码失真测量 将测试信号频率固定在1000Hz，改变测试信号电平（输入信号的最大幅度为5Vp-p。），用示波器定性的观测译码恢复出的模拟信号质量（通过示波器对比编码前和译码后信号波形平滑度）。 PCM 编译码系统增益测量 DDS1 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3P1。用示波器（或电平表）测输出信号端口（3TP6）的电平。将收发电平的倍数（增益）换算为dB 表示。 三、实验结果
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.
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。 另外， TP3057芯片内部模拟信号的输入端有一个语音带通滤波器，其通带为200HZ～4000HZ，所以输入的模拟信号频率只能在这个范围内有效。 各测量点的作用 34TP01：发送时序FSX和接收时序FSR输入测试点，频率为8KHz的矩形窄脉冲； 34TP02：PCM线路编译时钟信号的输入测试点； 34P01：模拟信号的输入铆孔； 34P02：PCM编码的输出铆孔； 34P03：PCM译码的输入铆孔； 34P04：译码输出的模拟信号铆孔，波形应与34P01相同。 注：一路数字编码输出波形为8比特编码(一般为7个半码元波形,最后半个码元波形被芯片内部移位寄存器在装载下一路数据前复位时丢失掉)，数据的速率由编译时钟决定，其中第一位为语音信号编码后的符号位，后七位为语音信号编码后的电平值。 三、【实验仪器和设备】 1．PCM/ADPCM编译码模块，位号：H 2．时钟与基带数据产生器模块，位号:G 3．20M双踪示波器1台 4．低频信号源1台（选用） 5．频率计1台（选用） 6．信号连接线3根
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。 表 2-1 A 律和 13 折线比较 y 01 8 2 8 3 8 4 8 5 8 6 8 7 8 1 x 0 1 128 1 60.6 1 30.6 1 15.4 1 7.79 1 3.93 1 1.98 1 按折线分段 的x 0 1 128 1 64 1 32 1 16 1 8 1 4 1 2 1 段落12345678 斜率16 16 84211 2 1 4 表中第二行的x 值是根据A = 87.6 计算得到的，第三行的x 值是 13 折线分段时的值。可见，13折线各段落的分界点与A = 87.6 曲线十分逼近，同时x 按2 的幂次分割有利于数字化。 2.脉冲编码调制的基本原理 量化后的信号是取值离散的数字信号,下一步是将这个数字信号编码。通常把从模拟信号抽样、量化，编码变换成为二进制符号的基本过程，称为脉冲编码调制（Pulse Code Modulation，PCM）。 在 13 折线法中，无论输入信号是正是负，均用 8 位折叠二进制码来表示输入信号的抽样量化值。其中，用第一位表示量化值的极性，其余七位（第二位至第八位）则表示抽样量化值的绝对大小。具体的做法是：用第二至第四位表示段落码，它的 8 种可能状态来分别代
实验7 PCM编译码 7.1 实验目的 1. 掌握PCM编译码原理。 2. 掌握同步时分复用PCM基带信号的复接和分接原理。 3. 了解语音信号PCM编译码系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。 7.2 实验原理 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。目前在速率为155Mbps以下的准同步数字系列(PDH)中，国际上存在A律和μ律两个PCM数字复接系列，在155Mbps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7.1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7.1 点到点PCM多路电话通信原理框图 本实验采用PCM编译码模块传输两路音频正弦信号或两路话音信号。PCM编译码模块的核心器件是TP3057编译码器，它包括了图9.1中的收端和发端的低通滤波器及PCM 编码器和PCM译码器。编码器输入信号可以是本实验模块内部产生的正弦信号，也可以是外部信号源的正弦信号或话音信号。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如图7.2所示，电原理图如图7.3所示，模块内部使用+5V和-5V电压，其中-5V电压由-12V电源经7905变换得到。 ·48·
PCM编译码的实验报告 篇一：实验十一：PCM编译码实验报告 实验报告 哈尔滨工程大学教务处制 实验十一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、实验步骤 1．实验连线 关闭系统电源，进行如下连接： 非集群方式 2. 熟悉PCM编译码模块，开关K1接通SL1，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：
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），CH2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SLB，（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SL0，（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），CH2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PCM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。
Pcm编译码试验汇报 学院: 信息学院 姓名: 靳家凯
专业: 电科 学号: 1060259 一、试验目 1、掌握脉冲编码调制与解调原理。 2、掌握脉冲编码调制与解调系统动态范围和频率特征定义及测量方法。 3、了解脉冲编码调制信号频谱特征。 4、熟悉了解W681512。 二、试验器材 1、主控&信号源模块、3号、21号模块 2、双踪示波器 3、连接线 三、试验原理
1、试验原理框图 图1 21号模块w68 1 5 1 2芯片PCM编译码试验 图2 3号模块PCM编译码试验
图3 ~µ律编码转换试验 2、试验框图说明 图1中描述是信号源经过芯片W6815 12经行PcM编码和译码处理。w681512芯片工作主时钟为2o48KHz, 依据芯片功效可选择不一样编码时钟进行编译码。在本试验项目一中以编码时钟取64K为基础进行芯片幅频特征测试试验。 图2中描述是采取软件方法实现PcM编译码, 并展示中间变换过程。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以外频率, 预防A/D转换时出现混叠现象) 。抗混滤波后信号经A/D转换,然后做PcM 编码,以后因为G.711协议要求A律奇数位取反, µ律全部位都取反。所以, PcM编码后数据需要经G.711协议变换输出。PcM译码过程是PcM编码逆向过程,不再赘述。 A/µ律编码转换试验中,如试验框图3所表示,当菜单选择为A律转µ律试验时,使用3 号模块做A律编码, A律编码经A转µ律转换以后, 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律试验时,则使用3号模块做µ律编码,经l,转A律变換后,再送入21号模块进行A律译码。