4.pcm编译码 - 通信原理实验报告

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。

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】。

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。

实验一、PCM编译码实验实验步骤1. 准备工作：加电后，将交换模块中的跳线开关KQ01置于左端PCM编码位置，此时MC145540工作在PCM编码状态。

2. PCM串行接口时序观察（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：用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以TP504做同步。

分析和掌握PCM编码输出数据与抽样时钟信号（同步沿、脉冲宽度）及输出时钟的对应关系。

3. PCM编码器（1）方法一：（A）准备：将跳线开关K501设置在测试位置，跳线开关K001置于右端选择外部信号,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）。

（B）用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以TP504做同步。

分析和掌握PCM编码输出数据与抽样时钟信号（同步沿、脉冲宽度）及输出时钟的对应关系。

分析为什么采用一般的示波器不能进行有效的观察。

（2）方法二：（A）准备：将输入信号选择开关K501设置在测试位置，将交换模块内测试信号选择开关K001设置在内部测试信号（左端）。

此时由该模块产生一个1KHz的测试信号，送入PCM编码器。

（B）用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以内部测试信号（TP501）做同步（注意：需三通道观察）。

分析和掌握PCM编码输出数据与帧同步时隙信号、发送时钟的对应关系。

4. PCM译码器（1）准备：跳线开关K501设置在测试位置、K504设置在正常位置，K001置于右端选择外部信号。

此时将PCM输出编码数据直接送入本地译码器，构成自环。

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。

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。

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。

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。

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PCMAOUT，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PCMBOUT，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。