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。（19）vfxi发送部分输入放大器的同乡输入端。（20）v58接-5v
电源
vpo+gndavpo-vpivfrovccfsrdrbclkr/clksetmclkr/pdn 12345678910
201918
vbbvfxi+vfxi-gsxanlbtsxfsxdxbclkxmclkx tp3067
17161514131211 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。
dr
tsx
fsxbclkx
bclkr/mclkr/
pdnclkset
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. 302010
(s/n)(db)
-50
图
-40-30-20-100
(dbmo) 4.6 pcm编译码系统动态范围样板值篇二：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)。
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5vp-p、等于5vp-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，观察译码输出波形。篇三：4.pcm编译码 - 通信原理实验报告
计算机与信息工程学院验证性实验报告
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。
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解和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9-1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。
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tp3057编译器，它包括了图9-1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图9-2所示，电原理图如图9-3所示（见附录），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。
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 ? sla ? slb ? srb ? sta ? sra ?
stb ? pcm pcm基群第0个时隙同步信号
信号a的抽样信号及时隙同步信号测试点信号b的抽样信号及时隙同步信号测试点信
号b译码输出信号测试点输入到编码器a的信号测试点信号a译码输出信号测试点输入到
编码器b的信号测试点 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。
图中各单元与电路板上元器件之间的对应关系如下：
·晶振 u75：非门74ls04；cry1：4096khz晶体·分频器1 u78: a：u78:d：
触发器74ls74；u79：计数器74ls193 ·分频器2 u80：计数器74ls193；u78:b：u78:d：
触发器74ls74 ·抽样信号产生器 u81：单稳74ls123；u76：移位寄存器74ls164 ·pcm
编译码器a u82：pcm编译码集成电路tp3057（cd22357）·pcm编译码器b u83：pcm
编译码集成电路tp3057（cd22357）·帧同步信号产生器 u77：8位数据产生器74hc151；
u86:a：与门7408 ·正弦信号源 a u87：运放ua741 ·正弦信号源b u88：运放
ua741 ·复接器 u85：或门74ls32 晶振、分频器1、分频器2及抽样信号（时隙同步信号）产生器构成一个定时器，为两
个pcm编译码器提供2.048mhz的时钟信号和8khz的时隙同步信号。在实际通信系统中，译
码器的时钟信号(即位同步信号)及时隙同步信号(即帧同步信号)应从接收到的数据流中提取，
方法如实验五及实验六所述。此处将同步器产生的时钟信号及时隙同步信号直接送给译码器。
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。本实验产生的pcm信号类似于pcm基群信号，但第16个时隙没
有信令信号，第0时隙中的信号与pcm基群的第0时隙的信号也不完全相同。
由于两个pcm编译码器用同一个时钟信号，因而可以对它们进行同步复接(即不需要进行码速调整)。又由于两个编码器输出数据处于不同时隙，故可对pcm-a和pcm-b进行线或。本模块中用或门74ls32对pcm-a、pcm-b及帧同步信号进行复接。在译码之前，不需要对pcm 进行分接处理，译码器的时隙同步信号实际上起到了对信号分路的作用。
四、实验步骤
1.熟悉pcm编译码单元工作原理，开关k9接通8khz(即k9置为1000状态)，开关k8置为sl1(或sl5、sl7)，开关k5、k6分别置于sta-s、stb-s端，接通实验箱电源。
sta-s端波形
stb-s端波形
2.用示波器观察sta、stb，调节电位器r19(对应sta)、r20(对应stb)，使正弦信号sta、stb波形顶部不失真(峰峰值小于5v)。
正弦信号sta、stb波形
3.用示波器观察pcm编码输出信号。示波器ch1接sl0，（调整示波器扫描周期以显示至少两个sl0脉冲，从而可以观察完整的一帧信号）ch2分别接sla、pcm-a、slb、pcm-b以及pcm，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）。
sla波形篇四：pcm编译码实验报告
项目二
实验十一 pcm编译码实验
一、实验目的
1. 掌握pcm编码原理。
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、实验原理及基本内容
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（△m）技术已经在数字通信系统中得到广泛应用。当信道噪声较小时一般用pcm，否则一般用△m。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u律两种编译码标准系列，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△m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多路电路通信原理可用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。
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，广义信道时理想的，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。
bs pcm基群时钟信号（位同步）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
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
pcm b out 信号b编码结果输出点
pcm a in 信号a编码结果输入点
pcm b in 信号b编码结果输入点
本模块上有s2这个拔码开关，用来选择slb信号为时隙同步信号sl1、sl3、sl5、sl6
中的任一个。
图11-2各单元与图11-3中的元器件之间的对应关系如下：
晶振 x1：4.096mhz晶振
分频器1/2 u1：74ls193; u6： 74hc4060 抽样信号产生器 u5：74hc73; u2：74hc164 pcm编译器a u10：pcm编译码集成电路mc145503 pcm编译器b u11：pcm编译码集成电路mcl45503 帧同步信号产生器 u3：8位数据产生器74hc151; u4：a:与门7408 复接器 u9：或门74ls32 晶振、分频器1、分频器2及抽样信号（时隙同步信号）产生器构成一个定时器，为两
个pcm编译码提供2.048mhz的时钟信号和8khz的时隙同步信号。在实际通信系统中，译码
器的时钟信号（即位同步信号）及时隙信号（即帧同步信号）应从接收到的数据流中提取，
方法如实验五及实验六所述。此处将同步器产生的时钟信号及时隙同步信号直接送给译码器。
由于时钟频率为2.048mhz，抽样频率为8khz，故pcm-a及pcm-b的码速率都是2.048mb，
一帧中有32个时隙，其中一个时隙为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个时隙有29个是空时隙，第0个时隙为帧同
步码（x1110010）时隙，第2个时隙为信号a的时隙，第1（或第3、第5、或第6—由拔码
开关s2控制）时隙为信号b的时隙。
本实验产生的pcm信号类似于pcm基群信号，但第16个时隙没有信令信号，第0时隙中
的信号与pcm基群的第0时隙的信号也不完全相同。
由于两个pcm编译码器用同一个时钟信号，因而可以对他们进行同步复接。又由于两个
编码器输出数据处于不同时隙，故可对pcm-a和pcm-b进行线或。本模块中用或门74ls32
对pcm-a、pcm-b及帧同步信号进行复接。在译码之前，不需要对pcm进行分接处理，译码器
的时隙同步信号实际上起到了对信号的分路作用。
在通信工程中，主要用动态范围和频率特性来说明pcm编译码器的性能。
动态范围的定义是译码器输出信噪比大于25db时允许编码器输入信号幅度的变化范围。
pcm编译码器的动态范围应大于图11-6所示的ccitt建议框架。
当编码器输入信号幅度超过其动态范围时，出现过载噪声，故编码输入信号幅度超过大
时量化信噪比急剧下降。mc145503编译码系统输入信号的最大幅度为5v。
由于采用对数压扩技术，pcm编译码系统可以改善小信号的信噪比，mc145503可采用a 律13折线对信号进行压扩。当信号处于某一段时，量化噪声不变，因此在同一段落内量化噪声比随信号幅度减小而下降。13折线压扩特性曲线将正负信号分为8段，第1段信号最小，第8段信号最大。当信号处于第一，二段时，量化噪声不随信号幅度变化，因此噪声不随信号幅度变化，因此信号太小时，量化信噪比会小于25db，这是动态范围的下限。mc145503编译码系统动态范围内输入信号最小幅度约为0.025vpp。
常用1khz的正弦信号作为输入信号来测量pcm编译码器的动态范围。
语音信号的抽样信号频率为8khz，为了不发生频谱混叠，常将语音信号经截止频率为3.4khz的低通滤波器处理后在进行a/d处理。语音信号的最低频率一般为300hz。mc145503编码器的低通滤波器和高通滤波器决定了编译码系统的频率特性，当输入信号频率超过这两个频率范围时，译码输出信号幅度迅速下降。这就是pcm编译码系统频率特性的含义。
四、实验步骤
1. 实验连线
关闭系统电源，进行如下连接：
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,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，ch2 接pcm b out，观察编码后的数据与时隙同步信号的关系。
当采用非集群方式时：将示波器ch1接sl0，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同步信号的关系以及pcm信号的帧结构。开关分别接通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（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（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，ch2接sra。将信号幅度分别调至大于5vpp、等于5vpp，观察过载和满载时的译码输出波形。在将信号幅度分别减至10db、20db、30db、40db、45db、50db，观察译码输出波形。
7.两人通话实验
本模块提供两个人的通话信道。由于麦克风输出的信号幅度比较小，需放大到2vpp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，将幅度较大，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,再将译码后的语音信号从sra连接到mic_in 即可，但需将sta或stb端口的原有连接去除。
五、实验记录与分析
1.用示波器观察sta、stb，将其幅度调至2v。
实验中，从示波器中可以读出，输入编码器的信号频率存在fa=fb，且频率等于1khz,
幅度等于2v。
2. 用示波器观察pcm编码输出信号。
分析如下：
sl0是pcm基群的时隙同步信号，信号a,b信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，2,5,7时隙篇五：pcm
编码实验报告
实验二十三时分复用与解复用实验
实验项目一 256k时分复用帧信号观测
（1）帧同步码观测：用示波器连接复用输出，观测帧头的巴克码。
（2）帧内pn序列信号观测：用示波器接复用输出，利用储存功能观测3个周期
中的第一时隙的信号。
实验项目二 256k时分复用及解复用
（
1）帧内pcm编码信号观测：将pcm信号输入din2，观测pcm数据。以帧同
步为触发分别观测pcm编码数据和复用输出的数据。
（2）解复用帧同步信号观测：pcm对正弦波进行编译码。观测复用输出与fsout，观测
帧同步上跳沿与帧同步信号的时序关系。
（3）解复用pcm信号观测：对比观测复用前与解复用后的pcm序列；对比观测pcm编译
码前后的正弦波信号。
复用前与解复用后的pcm序列 pcm编译码前后
（4）将信号源换成耳麦的音频输出，感受语音效果：
将原来联想·连线做一些相应的修改，将21号模块的话筒输出连接到音频输入，再将音
频输出接到耳机输入，
之后插上耳机，对着麦克说话，能够很清楚的分辨出语音内容，先比·相比之前在高频
课程中的模拟电路，此次实验电路的辨析度更高。
实验项目三 2m时分复用及解复用
（1）以帧同步信号作为触发，用示波器观测2048m复用输出信号。改变7号模块的拨码
开关s1，观测复用输出中信号变化情况。
00000000 00000011
00001001 00000001 00001111 10101010 （2）在主控菜单中选择“第5时隙加”和“第5时隙减”，观测拨码开关s1对
应数据在复用输出信号中的所在帧位置变化情况。
（3）用示波器对比观测信号源a-out和21号模块音频输出，观测信号的恢复情
况。
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
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/dc19171257.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
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.
数字基带信号实验 一、实验目的 1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。 2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。 3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。 4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。 5、了解HDB3（AMI）编译码集成电路CD22103。 二、实验仪器 1、示波器一台 2、万用表一台 3、通信原理实验箱一台 三、实验电路及基本原理 （一）电路组成 HDB3/AMI编译码模块原理图如图14-2所示。 HDB3/AMI编译码模块面板图如图14-3所示。 （二）实验电路工作原理 1、HDB3专用集成芯片介绍： CD22103的引脚及内部框图台图14-1所示，引脚功能如下： 图14-1 CD22103的引脚及内部框图
图14-2 HDB3/AMI编/解码原理图
图14-3 HDB3/AMI面板图 （1）NRZ-IN 编码器NRZ信号输入端； （2）CTX 编码时钟（位同步信号）输入端； （3）HDB3/AMI 码型选择端；接TTL高电平时，选择HDB3 码；接TTL低电平时，选择AMI码； （4）NRZ-OUT HDB3译码后信码输出端； （5）CRX 译码时钟（位同步信号）输入端； （6）RAIS告警指示信号（AIS）检测电路复位端，负脉冲有效； （7）AIS AIS信号输出端，有AIS信号为高电平，无ALS信号时为低电平； （8）V SS接地端； （9）ERR 不符合HDB3/AMI编码规则的误码脉冲输出端； （10）CKR HDB3码的汇总输出端； （11）+HDB3-IN HDB3译码器正码输入端； （12）LTF HDB3译码内部环回控制端，接高电平为环回，接低电平为正常； （13）-HDB3-IN HDB3译码器负码输入端； （14）-HDB3-OUT HDB3译码器负码输出端； （15）+HDB3-OUT HDB3译码器正码输入端； （16）V DD接电源端（+5V） CD22103主要由发送编码和接收译码两部分组成，工作速率为50Kb/s-10Mb/s。两部分功能简述如下。 发送部分： 当HDB3/AMI端接高电平时，编码电路在编码时钟CTX下降沿的作用下，将NRZ 码编成HDB3码（+HDB3-OUT、-HDB3-OUT两路输出）；接低电平时，编成AMI码。编码输出比输入码延迟4个时钟周期。 接收部分： （1）、在译码时钟CRX的上升沿作用下，将HDB3码（或AMI码）译成NRZ码。译码输出比输入码延迟4个时钟周期。 （2）、HDB3码经逻辑组合后从CRX端输出，供时钟提取等外部电路使用。 （3）、可在不断业务的情况下进行误码监测，检测出的误码脉冲从ERR端输出，其脉宽等于收时钟的一个周期，可用此进行误码计数。 （4）、可检测出所接收的AIS码，检测周期由外部RAIS决定。据CCITT规定，在RAIS 信号的一个周期（500s）内，若接收信号中“0”码个数少于3，则AIS端输出 高电平，使系统告警电路输出相应的告警信号；若接收信号中“0”码个数不少 于3，AIS端输出低电平，表示接收信号正常。 （5）、具有环回功能。
PCM 编解码系统实验 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、实验仪器 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 3．100M 双踪示波器 1台 4．信号连接线 3根 5．小平口螺丝刀 1只 三、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、取值离散的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图2-1所示。 图2-1 PCM 通信系统实验方框图 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28=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 帧的传输速率设臵为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。 四、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线路编码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)，数据的速率由编码时钟决定，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。
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。分析量化误差 对信号质量的影响，探讨信号质量与量化级别、采样频率等参数的关系。 六、实验总结 通过本次实验，我们深入了解了PCM技术的原理和应用。通过实验验证，我们成功实现了PCM编码解码的算法，并对信号质量进行了评估。实验结果表明，
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。
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。 七、参考文献 [1] 《数字通信原理与应用》- 高立，清华大学出版社，2018年。 [2] 《信号与系统》- 刘维，电子工业出版社，2019年。 以上是本次PCM编码实验的报告，通过实际操作和观察，我们对PCM编码的原理和应用有了更深入的了解。希望这次实验对我们今后的学习和研究有所帮助。
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。
PCM/ADPCM编译码实验 一、实验原理和电路说明 PCM/ADPCM编译码模块将来自用户接口模块的模拟信号进行PCM/ADPCM编译码，该模块采用MC145540集成电路完成PCM/ADPCM编译码功能。该器件工作前通过显示控制模块将其配置成直接PCM或ADPCM模式，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。 电路工作原理如下： PCM/ADPCM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/ADPCM编码。编码输出时钟为BCLK（256KHz），编码数据从语音编译码集成电路U502（MC145540）的20脚输出（DT_ADPCM1），FSX为编码抽样时钟（8KHz），晶振U503（20.48MHz）。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/ADPCM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/ADPCM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/ADPCM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。
二、实验内容及现象记录与分析 1.准备工作：加电后，将KB03置于左端PCM编码位置，此时MC145540工作在PCM 编码状态。将K501设置在右边。 2.PCM/ADPCM编码信号输出时钟和抽样时钟信号观测 ①输出时钟和抽样时钟即帧同步时隙信号观测：测量、分析和掌握PCM编 码抽样时钟信号与输出时钟的频率、占空比以及它们之间的对应关系等。 记录与分析： 输出时钟。由图中右侧测量数据可见，抽样信号频率为8kHz，输出时钟信
Pcm编译码实验报告 学院：信息学院 ：靳家凯 专业：电科 学号：
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 2、双踪示波器 3、连接线 三、实验原理 1、实验原理框图
图1 21号模块w68 1 5 1 2芯片的PCM编译码实验 图2 3号模块的PCM编译码实验 图3 ~µ律编码转换实验 2、实验框图说明 图1中描述的是信号源经过芯片W6815 12经行PcM编码和译码处理。 w681512的芯片工作主时钟为2o48KHz, 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l,转A律变換后,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 w68l512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,按图1所示进行连线。 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】。调节 w1主控&信号源使信号 A_0UT输出峰峰值为3V左右。将模块21的开关 Sl 拨至“A-Law”, 即完成 A律PCM编译码。 3、此时实验系统初始状态为:设置音频输入信号为峰峰值3V,频率1KHz正弦波; PCM编码及译码时钟 CLK为64KHz方波;编码及译码帧同步信号 FS为8KHz。 4、实验操作及波形观测。 (1)调节模拟信号源输出波形为正弦波,输出频率为50Hz,用示波器观测A-out,设置A_out峰峰值为3V。 (2)将信号源频率从50Hz增加到4oooHz,用示波器接模块21的音频输出,观测信
PCM编译码的实验报告 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， 以便观察到一个完好的帧信号），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， 以便观察到一个完好的帧信号），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， 以便观察到一个完好的帧信号），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。 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5VP-P、等于5VP-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，观察译码输出波形。 篇二：pcm编译码实验报告 项目二 实验十一 PCM编译码实验 一、实验目的 1. 掌握PCM编码原理。 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、实验原理及基本内容 1.点到点PCM多路通信原理 脉冲编码调制（PCM）技术与增量调制（△M）技术已经在数字通信系统中得到广泛应用。当信道噪声较小时一般用PCM，否那么一般用△M。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u 律两种编译码标准系列，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△M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多路电路通信原理可用11—1表示。对于基带通信系统，