通信原理实验06 脉冲编码调制PCM

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。

第3章 脉冲编码调制(PCM)
通常我们用模拟信号（Analogsignal）和数字信号 （Digitalsignal）的英文头一个字母把模拟信号变成数 字信号的过程简称为A/D转换，把数字信号变成模拟信 号的过程简称为D/A转换。图1―3中的信源编码实际上 就是A/D转换，信源解码也就是D/A转换。
第3章 脉冲编码调制(PCM)
3.2 抽样
PCM过程可分为抽样、量化和编码等三步，第一 步是对模拟信号进行信号抽样。所谓抽样就是不断地 以固定的时间间隔采集模拟信号当时的瞬时值。图 3―1是一个抽样概念示意图，假设一个模拟信号f(t)通 过一个开关，则开关的输出与开关的状态有关，当开 关处于闭合状态，开关的输出就是输入，即y(t)=f(t)， 若开关处在断开位置，输出y(t)就为零。
第3章 脉冲编码调制(PCM)
而 收 信 端 恢 复 的 只 能 是 量 化 后 的 信 号 m(t) ， 而 不 能恢复出k(t)，这样就使得收、发的信号之间有误差。 显然，这种存在于收、发信号之间的误差是由量化造 成的，我们称其为量化误差或量化噪声。比如在上例 中，量化间隔为1，由于采用“四舍五入”进行量化， 因此量化噪声的最大值是0.5。一般地说，量化噪声的 最大绝对误差是0.5个量化间隔。这种量化间隔都一样 的量化叫做均匀量化。
第3章 脉冲编码调制(PCM)
那么如果我们在一定的取值范围内把量化值多取 几个（量化级增多），也就是把量化间隔变小，则量 化噪声就会减小。比如，把量化间隔取成0.5，则上例 的量化值就变成14个，量化噪声变为0.25。显然量化噪 声与量化间隔成反比。但是在实际中，我们不可能对 量化分级过细，因为过多的量化值将直接导致系统的 复杂性、经济性、可靠性、方便性、维护使用性等指 标的恶化。比如，7级量化用3位二进制码编码即可； 若量化级变成128，就需要7位二进制码编码，系统的 复杂性将大大增加。

传输输入放大器的同向输入。
负电源引脚。VBB=-5V±5%。
❖ 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。 动态范围应大于CCITT(国际电报、电话咨询委员会)建议的框架(样板值)，如图所示。
2、 实验电路
TP3067的管脚定义简述如下：
❖ PCM编译码器简介
(1) VPO+ 接收功放的同向输出。 (2) GNDA 模拟地。所有信号以
VPO+
1
20
VBB
这个引脚为参考点。
(三GN)D系A 统性能测试 2
19
VFXI+
1、复习《通信系统原理》中有关编译码和PCM通信系统的内容；
(3) VPO(4) VPI
三、实验原理和电路说明
发滤
编
码
波器
器
Voice 混合
装置
收滤
译
码
波器
器
合
发
路
分 收
路
PCM数字电话终端机的结构示意图
模拟信源 x (t ) 预滤波
x(n) 波形编码器
抽样器
量化、编码
x(t)
模拟终端
发送端
接收端
数字信道
重建滤波器
x(n)
抽样保持、x/sinx低通
波形解码器
PCM原理图
1、PCM编译码原理
❖ PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。
❖ 抽样：把连续时间模拟信号转换成离散时间连续幅

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。

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。

课程设计任务书学生姓名：专业班级：通信0906班指导教师：许建霞工作单位：信息工程学院题目:脉冲编码调制（PCM）的实现初始条件：MATLAB软件，电脑，通信原理知识要求完成的主要任务:实现脉冲编码调制（PCM）技术的三个过程：采样、量化与编码。

用仿真软件对其进行验证，使其满足以下要求：1)模拟信号的最高频率限制在4KHZ以内2)分别实现64级电平的均匀量化和A压缩率的非均匀量化3）按照13折线A律特性编成8位码时间安排：指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (3)Abstract (4)1.引言 (5)2.设计原理 (6)2.1抽样 (6)2.2量化 (6)2.2.1均匀量化 (6)2.2.2非均匀量化 (7)2.3编码 (9)3．仿真 (11)3.1 A律非均匀量化仿真 (11)3.1.1 SIMULINK仿真 (11)3.1.2 模块属性设置及波形 (11)3.1.3结果分析 (17)3.2 64级电平的均匀量化 (18)3.2.1 程序 (18)3.2.2调试结果 (20)3.2.3结果分析 (21)4.总结 (22)参考文献 (23)摘要随着信息时代和数字世界的到来，通信原理已成为当今一门极其重要的学科和技术领域。

在通信原理中起着重要的作用并已获得广泛应用的是脉冲编码调制（PCM）。

MATLAB是英文MATrix LABoratory(矩阵实验室)的缩写。

它是美国的MathWorks公司推出的一套用于科学计算和图形处理可视化、高性能语言与软件环境。

它的信号处理工具箱包含了各种经典的和现代的数字信号处理技术，是一个非常优秀的算法研究与辅助设计的工具。

在设计汉明码建模仿真时，通常采用MATLAB来进行辅助设计和仿真。

本文主要利用MATLAB中SIMULINK通信系统仿真模型库进行脉冲编码调制建模仿真，阐述了建立脉冲编码调制通信系统仿真模型的一般方法。

根据该系统的基本原理将整个模型划分为抽样﹑量化﹑编码等几个子系统，并调用通信系统功能函数进行编程，绘制时域波形。

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.混合装置V oice发滤波器波器收滤编码器器码译分路路合发收(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。

深圳大学实验报告
课程名称：通信原理
实验项目名称：脉冲编码调制（PCM）及系统
学院：信息工程学院
专业：通信工程
指导教师：李晓滨
报告人：学号：班级： 2 实验时间：2017.11.22
实验报告提交时间：2017.12.
教务部制
图2-2帧脉冲和PCM编码数据（128K）实测波形
（2）时钟为128KHZ，频率为2KHZ的同步正弦波及PCM编码数据波形：用8KHZ的矩形窄脉冲测出一帧两路的PCM编码数据
（3）时钟为64KHZ，频率为2KHZ的非同步正弦波及PCM编码数据波形用8KHZ的矩形窄脉冲测出一帧8bit的PCM编码数据；
（4）时钟为128KHZ，频率为2KHZ的非同步正弦波及用8KHZ的矩形窄脉冲测出一帧两路的PCM编码数据。

《通信原理》实验报告实验四：脉冲编码调制解调实验实验五：两路PCM时分复用实验系别：信息科学与技术系专业班级：通信工程0901学生姓名：郑洋同组学生：马超成绩：指导教师：惠龙飞（实验时间：2011年11 月25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。

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。

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。

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。

实验报告册课程：通信系统原理教程实验：脉冲编码调制PCM实验班级：姓名:学号:指导老师:日期:实验二：脉冲编码调制PCM 实验实验目的：1、 为了能够熟练的运用SystemView 来实现脉冲编码调制仿真实验。

2、 进一步了解信号经过传输、调制、恢复过程中信号的失真程度，及其影响失真的因素。

3、 为了掌握避免输入与输出波形的严重失真，而应当注意一些事项。

实验原理：脉冲编码调制（PCM ）是波形编码中最重要的一种。

PCM 在光纤、数字微波通信、卫星通信中均获得了极为广泛的应用。

其数学模型可以用如下图示所示。

PCM 是模拟信号数字化的一种具体方法，它包括取样、量化、和编码三个步骤。

它是采用PCM 的模拟信号数字传输系统，简称PCM 系统，即为上图“数学模型”所示。

取样信号m(t)在时间上离散化，量化使取样值在电平上离散化，编码就是使离散电平变换为由一组二进制码元组成的代码（也称为码组），有此得到的二进制码元序列称为PCM 信号。

PCM 信号经数字通信系统传输到达接收端，接收端对它们进行适当的分组，重建量化值，然后经低通滤波器，便可得到重建信号m ’(t)。

值得注意的是，量化过程是一个非均匀量化过程，服从A 律。

实验步骤：1、脉冲编码调制系统仿真模型基于PCM 系统基本原理的SystemView 仿真模型如下图2-1：图2-1中，图符0、1、2产生频率分别为5Hz 、10Hz 、和15Hz 的正弦波信号，图符3对它们进行相加，模拟信号源。

图符4是压缩器，对模拟信号进行预处理，采用A 律特性。

图符6是模数转换器，完成对模拟信号的取样、量化、和编码，取样时钟由图符7提供。

图符8是接收端的数模转换器，完成对码组的译码。

图符9对译码后的样值进行扩张处理，消除发送端压缩器对信号的影响。

图符10是个低通滤波器，从接收的取样序列恢复原模拟信号。

双击图符，并选择参数按钮，可知各图图符的参数设置。

2、 仿真演示系统运行时间：样点数为2048，取样速率为1000Hz 。

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）+1270x=+1270;if x>0c1=1;elsec1=0;endif abs(x)>0&&abs(x)<16c2=0;c3=0;c4=0;m=1;elseif abs(x)>16&&abs(x)<32c2=0;c3=0;c4=1;m=1;elseif abs(x)>32&&abs(x)<64c2=0;c3=1;c4=0;m=2;elseif abs(x)>64&&abs(x)<128c2=0;c3=1;c4=1;m=4;n=64;elseif abs(x)>128&&abs(x)<256c2=1;c3=0;c4=0;m=8;elseif abs(x)>256&&abs(x)<512c2=1;c3=0;c4=1;m=16;elseif abs(x)>512&&abs(x)<1024c2=1;c3=1;c4=0;m=32;elseif abs(x)>1024&&abs(x)<2048c2=1;c3=1;c4=1;m=64;n=1024;enda=fix((abs(x)-n)/m);c8=mod(a,2);c7=mod(fix(a/2),2);c6=mod(fix(fix(a/2)/2),2);c5=fix(fix(fix(a/2)/2)/2);（2）-93x=-93;if x>0c1=1;elsec1=0;endif abs(x)>0&&abs(x)<16c2=0;c3=0;c4=0;m=1;elseif abs(x)>16&&abs(x)<32c2=0;c3=0;c4=1;m=1;elseif abs(x)>32&&abs(x)<64c2=0;c3=1;c4=0;m=2;elseif abs(x)>64&&abs(x)<128c2=0;c3=1;c4=1;m=4;n=64;elseif abs(x)>128&&abs(x)<256c2=1;c3=0;c4=0;m=8;elseif abs(x)>256&&abs(x)<512c2=1;c3=0;c4=1;m=16;elseif abs(x)>512&&abs(x)<1024c2=1;c3=1;c4=0;m=32;elseif abs(x)>1024&&abs(x)<2048c2=1;c3=1;c4=1;m=64;n=1024;enda=fix((abs(x)-n)/m);c8=mod(a,2);c7=mod(fix(a/2),2);c6=mod(fix(fix(a/2)/2),2);c5=fix(fix(fix(a/2)/2)/2);四、实验结果及分析：(1)结果图1抽样值+1270的PCM程序图2抽样值-93的PCM程序（2）分析●确定极性码：若x>0则c1赋值为1，x<0则c1赋值为0●确定段落码:确定abs(x)的值所落区间，对应赋值段c2c3c4,确定段内码时会用到均匀量化间隔m和起始电平，在第4和第8段内赋值起始电平n●确定段内码:fix函数功能取整，mod函数功能余,a=fix((abs(x)-n)/m)，用于确定段内码的区间。

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。

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。