4.PCM编译码 - 通信原理实验报告
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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。
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。
PCM编码器实验报告1. 引言在通信系统中,音频信号的传输是一项重要的任务。
为了有效地传输音频信号,需要对其进行编码和解码处理。
本实验将介绍PCM编码器的设计和实现过程。
2. 实验目的本实验的目的是设计和实现PCM编码器,将模拟音频信号转换为数字信号。
通过实验,我们将了解PCM编码器的原理,并验证其在音频信号传输中的有效性。
3. 实验原理PCM(脉冲编码调制)是一种常用的音频信号编码方法。
其基本原理是将模拟音频信号离散化为一系列数字样本,并将每个样本量化为特定的二进制码字。
PCM编码器的主要步骤包括采样、量化和编码。
首先,模拟音频信号按照一定的采样频率进行采样,得到一系列采样值。
然后,每个采样值经过量化处理,将连续的模拟值转换为离散的数字值。
最后,将每个数字值编码为相应的二进制码字,以便传输或存储。
4. 实验步骤步骤1:信号采样在本实验中,我们选择了一个模拟音频信号作为输入。
首先,使用采样设备对该音频信号进行采样。
采样频率的选择应根据音频信号的特性和传输要求进行确定。
步骤2:量化处理采样得到的模拟音频信号是连续的,需要将其离散化为一系列数字样本。
量化是将连续信号转换为离散信号的过程。
根据量化精度的不同,可以将其分为均匀量化和非均匀量化。
本实验中,我们选择了均匀量化的方式。
步骤3:编码处理量化后的信号需要进一步编码为二进制码字。
编码器可以使用各种编码技术,如差分编码、熵编码等。
在本实验中,我们选择了一种简单的编码方式,将每个量化样本直接转换为二进制码字。
步骤4:输出编码结果完成编码处理后,将编码结果输出供进一步传输或存储。
可以通过串口、网络等方式将编码结果传输到接收端,或将其保存到文件中。
5. 实验结果分析通过本实验,我们成功设计和实现了PCM编码器。
将实验中选择的模拟音频信号进行采样、量化和编码处理后,得到了相应的二进制码字。
通过对编码结果的分析,可以验证PCM编码器的有效性和准确性。
6. 实验总结本实验通过对PCM编码器的设计和实现,深入了解了PCM编码的原理和过程。
4.pcm编译码 - 通信原理实验报告
PCM是指Pulse Code Modulation(脉冲编码调制)的缩写,是一种数字通信技术,
它常用于将模拟信号转换为数字信号,并将其传输到接收站。
它通过将实时信号转换为一
系列数字并进行抽样数据,以到达目标呈现出模拟信号序列从而实现数据通信的传输。
一般来说,编码技术会将模拟信号处理成“文本”,PCM 将处理成已经精确编号的digit,最后的处理都是电信号。
PCM编码的完整过程可以分为三步:第一步是模拟信号的采样,把时域中的信号采集成数次采样,第二步是编码,将采样的信号的值编码成digits,第三步是字节组装,把编码的digits 放进字节中,再发出。
下面就重点介绍PCM编码的
模拟信号采样过程和字符组装过程。
首先介绍模拟信号采样。
PCM编码首先会把信号采样,即把时间域中的模拟信号,采
集成离散点并组织成序列,如此会确定数字采样值。
采样频率越高、采样数据越多,就可
以更好地反映出模拟信号的变化,即保留越多的信号特性,由此可以看出,采样是PCM编
码的重要环节。
接下来介绍字节组装。
PCM编码会将采样的数据进行编码,将数据放入字节中,最后
进行发送。
数据编码是将A/D转换的精确采样数据转换为一个数字码,以便可以传输或存
储数据。
通常压缩率会越高,所需的传输带宽也会越小,这就可以大幅度节省传输成本。
以上就是PCM编码的基本流程。
PCM编码是一种把模拟信号转换为数字信号的重要技术,被广泛应用于通信系统、数字音频传输系统中。
优点是能够实现远程传输、信号增强,同时有较高的稳定性。
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 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∙ SRA 信号A译码输出信号测试点∙ STB 输入到编码器B的信号测试点∙ PCM 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。
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。
PCM编译码的实验报告_实验报告_
实验报告
实验项目:PCM编码
实验日期:2019年9月30日
实验人员:闻某某
一、实验目的
本实验旨在探究并研究PCM(Pulse Code Modulation)编码的基本原理以及相关的实验步骤。
二、实验要求
1、观察PCM编码的基本流程;
2、了解PCM的原理;
3、在实验室做出PCM编码相关实验;
4、利用计算机模拟PCM编码过程。
三、实验内容
(1)实验器材:PCM编码装置、电脑、接线板、测试线等。
(2)主要实验过程:
(a)连接实验设备:对PCM编码装置进行安装,把实验设备用相应接线板与PCM编码装置进行接线,然后将电脑与装置连接起来。
(b)编码过程:通过电脑编写程序,完成PCM编码的编写,编写的程序经过装置,调用测试线完成编码过程,并将编码的信息在实验装置分辨率上进行可视化表示。
(c)接收与解码:电脑编写接收程序,完成编码信号的解码过程,分析解码信息和编码信息是否一致,以及解码过程产生的误码率等。
四、实验结果
(1)在实验中,按照相应实验步骤,成功地完成了PCM编码实验,并在实验装置上可视化显示了PCM编码信息;
(2)通过PCM编码系统,调用数据传输率,获得了高清晰度的PCM编码信息;
(3)可以观察到,在实验中编码后的误码率都在可接受范围内,而且可以得到较小的延时时间。
通过本次实验,可以加深对PCM编码的理解,了解它的原理和它的实验过程,更加熟练的使用PCM编码来实现可靠的数字信息传输。
同时,本实验也增强了我们对实验装置、实验程序及数字信号的辨认能力。
第1篇一、实验目的1. 理解通信编译码的基本原理,包括编码、解码和传输过程中的关键技术。
2. 掌握PCM、HDB3等常用编译码方法的原理和实现方法。
3. 熟悉通信编译码实验设备的使用方法,并能对实验结果进行分析。
二、实验器材1. 双踪示波器一台2. 通信原理型实验箱一台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1. 编码原理:将模拟信号转换为数字信号的过程称为编码。
常见的编码方法有PCM、HDB3等。
(1)PCM编码:PCM(脉冲编码调制)是一种常用的数字编码方法,其原理是将模拟信号进行采样、量化、编码,将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
(2)HDB3编码:HDB3(高密度双极性三电平)编码是一种数字基带信号,它是在AMI(非归零码)编码的基础上,引入破坏性偶极性和倒极性变换,使得信号在传输过程中不会出现连续的零电平,从而提高传输质量。
2. 解码原理:将数字信号恢复为模拟信号的过程称为解码。
解码过程与编码过程相反,主要包括反量化、反采样和低通滤波等步骤。
四、实验步骤1. 连线:根据实验要求,连接双踪示波器、通信原理型实验箱、PCM与ADPCM编译码模块、数字信号源模块、麦克风和扬声器。
2. 设置实验参数:打开实验箱电源,设置PCM与ADPCM编译码模块的参数,包括采样频率、量化位数等。
3. 观察PCM编码输出信号:用示波器观察STA、STB,将其幅度调至2V。
观察PCM编码输出信号,分析其时域和频域特性。
4. 观察HDB3编码输出信号:用示波器观察HDB3编码输出信号,分析其时域和频域特性。
5. 观察解码输出信号:观察解码后的模拟信号,分析其恢复效果。
6. 比较不同编码方法的性能:分析PCM编码和HDB3编码的优缺点,比较它们的性能。
五、实验结果与分析1. 观察到PCM编码输出信号为离散的数字信号,具有较好的抗干扰性能。
2. 观察到HDB3编码输出信号为非归零码,具有较好的传输质量。
通信pcm编译码实验实验报告
通信PCM编译码实验实验报告
1. 简介
本实验旨在通过对PCM(脉冲编码调制)编码和解码的实现,加深对通信原理的理解,并掌握相关技术。
2. 实验目的
•理解PCM编码和解码的原理和过程
•实现PCM编码和解码的算法
•掌握PCM编码和解码的实际应用
3. 实验环境
•编程语言:Python
•开发环境:Jupyter Notebook
4. 实验步骤
4.1 PCM编码
1.对输入信号进行采样,获取离散的信号数值。
2.对每个采样值进行量化,将其映射为离散的PCM码字。
3.将PCM码字进行编码,并输出编码后的信号。
4.2 PCM解码
1.对接收到的PCM码字进行解码,恢复为原始的PCM码字。
2.对解码后的PCM码字进行逆量化,恢复为离散的信号数值。
3.还原离散信号数值为连续信号。
5. 实验结果
•使用给定的输入信号进行PCM编码后,得到编码后的信号序列。
•对编码后的信号序列进行PCM解码后,成功还原为原始的输入信号。
6. 实验结论
通过本实验,我们深入了解和实现了PCM编码和解码的原理与过程。
PCM技术在通信领域有着广泛应用,对数字信号的传输和存储具有重要意义。
通过本实验的实践,我们不仅掌握了相关算法和技术,还进一步加深了对通信原理的理解。
7. 参考资料
[1] 通信原理教材 [2] PCM编码解码原理介绍, [3] PCM应用案例分析,。
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。
南昌大学实验报告学生姓名:学号:专业班级:实验类型:■验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:实验五PCM编码、译码原理实训一、实验目的1.熟加深对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.了解帧同步信号的时序状态关系;5.掌握时分多路复用的工作过程;6.用同步正弦波信号观察PCM 八比特编码的实验。
二、实验原理1.脉冲编码调制(1)脉冲调制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。
(2)脉冲编码调制①脉冲编码调制对模拟信号先抽样,量化、编码的过程。
②抽样在抽样脉冲来到的时刻提取对模拟信号在该时刻的瞬时值,抽样把时间上连续的信号变成时间上离散的信号;抽样速率的下限是由抽样定理确定的。
③量化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。
④编码用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值;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。
图 1 PCM原理框图图 2 A/D及D/A电路框图2.PCM 编译码电路PCM编译码电路主要由芯片U401及外围电路构成。
每个TP3067 芯片U401含有一路PCM 编码器和一路PCM 译码器。
编码电路:模拟信号它要经过取样、量化、编码;译码电路:PCM信号经过译码、低通滤波、放大,输出模拟信号。
单路编译码器在同一时刻只能为一个用户进行A/D及D/A 变换。
图 3 PCM编码器图 4 PCM译码器三、实验步骤1.编码部分SP401接入模拟信号(同步正弦波信号);SP405接入2048KHz主时钟信号;SP406接入8KHz脉冲信号;SP407接入可选发码时钟,有64K、512K、2048K 三种频率。
PCM编译码实验报告实验目的本次实验的主要目的是了解并熟悉PCM编码和解码的过程,实现PCM编码和解码的功能,并掌握相关的实验技能。
实验环境本次实验使用了Visual Studio Code编译器和C++语言,使用了PCM编码解码库。
实验过程PCM编码PCM编码是将模拟音频信号转换为数字信号的过程。
其过程为:先将模拟信号采样,并将采样后的数值量化为离散值,再将离散值编码为数字信号。
PCM编码的实现过程如下:1.音频文件读取:使用WAV文件进行PCM编码实验,先读取WAV文件的头信息,获取音频信号的采样率、采样位数、声道数等信息。
然后读取音频数据部分,保存在数组中。
2.采样:读取到音频数据后,我们需要对其进行采样。
一般使用均匀采样的方式,按照一定的间隔从原始信号中取样,这样就得到了一系列的采样值。
3.量化:由于采样得到的数据是连续的,我们需要将其离散化。
一般采用线性量化的方式,将采样值映射到一组有限的、预先定义好的量化值中,这样就得到了一组离散的量化信号。
4.编码:将离散的量化值映射到特定的二进制编码中,以便在数字信道中传输。
编码方式有很多种,比较常用的是脉冲编码调制(PCM)编码,即将离散的量化信号一个一个地转换为二进制数字,每个采样点的所有位数都使用相同长度的二进制数字位数进行编码。
5.存储:将编码后的数字信号写入到文件中,即PCM文件。
PCM解码PCM解码是将数字信号转换为模拟音频信号的过程。
其过程为:将二进制序列解码为离散的数字信号,再将数字信号转换为模拟音频信号。
PCM解码的实现过程如下:1.音频文件读取:读取PCM文件,并获取其采样率、采样位数、声道数等信息。
2.解码:将二进制数字序列解码为离散的数字信号,即将PCM编码中的二进制数字转换为相应的离散量化值。
3.量化:将离散量化值转换为模拟信号数值。
一般使用线性内插法或者8倍抽样的方式进行量化,即将离散量化值插值为连续的模拟信号数值。
4.重建:将离散的模拟信号数值恢复成连续的原始声音信号。
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 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
∙ SRA 信号A译码输出信号测试点
∙ STB 输入到编码器B的信号测试点
∙ PCM 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
分别接SLA、PCM-A、SLB、PCM-B以及PCM,观察可以观察完整的一帧信号)CH
2
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
PCM-A波形
SLB波形
PCM-B波形
PCM波形
开关K8分别接通SL
1、SL
2
、SL
5
、SL
7
,观察PCM基群帧结构的变化情况。
4.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)。
5.用示波器定性观察PCM编译码器的动态范围。
如果没有配置低失真低频信号发生器,可以用本模块上的正弦信号源来粗略观察PCM编译码系统的过载噪声(将STA-S或STB-S信号幅度调至5V
P-P
以上即过载)。
如果配置了低失真低频信号发生器,则开关K5置于STA-IN端,将低失真低频信号发生器输出的1KHz正弦信号从STA-IN输入。
示波器的CH1接STA(编码
输入),CH2接SRA(译码输出)。
将输入信号幅度分别调至大于5V
P-P 、等于5V
P-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、50dB,观察译码输出波形(当衰减45dB以上时,译码输出信号波形上叠加有较明显的噪声)。
教师签名:
年月日。