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实验六 PCM编译码及A

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学号： 姓名：- 1 -实验六 PCM编译码及A/μ律转换实验一、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、1号、3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

信号源music/A-out

FS

CLK

PCM编码（一路/二路）

音频接口1

编码时钟

编码帧同步

PCM编码输出

PCM译码（一路/二路）

译码时钟

译码帧同步PCM译码

输入

音频接口2扬声器

音频输入

1# 语音终端

图2-1 1号模块W681512芯片的PCM编译码实验信号源music/A-outFSCLK

抗混叠滤波器LPFLPF-INLPF-OUTPCM编码编码输入A/D转换PCM编码G.711变换

时钟帧同步PCM量化输出

编码输出

PCM译码时钟

帧同步G.711

反变换

IIR滤波器D/A转换译码输入译码输出PCM译码

3# 信源编译码模块1# 语音终端模块&用户接口模块音频输入学号： 姓名：- 2 -图2-2 3号模块的PCM编译码实验

音频输入信号源PCM编码（A律编码）

music/A-outFSCLKA/μ律编码转换W681512芯片PCM译码（μ律译码）编码输入

编码帧同步编码时钟译码时钟译码帧同步主时钟编码输出A/μ-In

A/μ-OutPCM译码输入

1# 语音终端模块

3# 信源编译码模块编码时钟编码帧同步音频接口2

T1抗混叠滤波器LPFLPF-INLPF-OUT

图2-3 A/μ律编码转换实验四、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1：TH5(音频接口)提供音频信号信号源：CLK模块1：TH11(编码时钟)提供编码时钟信号信号源：CLK模块1：TH18(译码时钟)提供译码时钟信号信号源：FS模块1：TH9(编码帧同步)提供编码帧同步信号信号源：FS模块1：TH10(译码帧同步)提供译码帧同步信号

模块1：TH8(PCM编码输出)模块1：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】→【1号模块】→【第一路PCM编译码方式】→【A律PCM编译码】。调节W1主控&信号源使信号A-OUT输出峰峰值为3V左右。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。学号： 姓名：- 3 -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4000Hz，用示波器接模块1的音频输出2，观测信号的幅频特性。注：频率改变时可根据实验需求自行改变频率步进，例如50Hz~250Hz间以10Hz的频率为步进，超过250Hz后以100Hz的频率为步进。

思考：W681512PCM编解码器输出的PCM数据的速率是多少？在本次实验系统中，为什么要给W681512提供64KHz的时钟，改为其他时钟频率的时候，观察的时序有什么变化？

答：速率为2.045MHZ

认真分析W681512主时钟与8KHz帧收、发同步时钟的相位关系。答：主时钟与8KHz帧收同步时钟，8KHz收同步时钟的周期为125us，第n个帧同步信号与主时钟相位相同，第n+1个与主时钟相位相反。实验项目二 PCM编码规则验证学号： 姓名：- 4 -概述：该项目是通过改变输入信号幅度或编码时钟，对比观测A律PCM编译码和μ律PCM编译码输入输出波形，从而了解PCM编码规则。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3：TH5(LPF-IN)信号送入前置滤波器模块3：TH6(LPF-OUT)模块3：TH13(编码-编码输入)提供音频信号

信号源：CLK模块3：TH9(编码-时钟)提供编码时钟信号信号源：FS模块3：TH10(编码-帧同步)提供编码帧同步信号模块3：TH14(编码-编码输出)模块3：TH19(译码-输入)接入译码输入信号

信号源：CLK模块3：TH15(译码-时钟)提供译码时钟信号信号源：FS模块3：TH16(译码-帧同步)提供译码帧同步信号

2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【PCM编码】→【3号模块】→【A律编码观测实验】。调节W1主控&信号源使信号A-OUT输出峰峰值为3V左右。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；编码及译码帧同步信号FS为8KHz。4、实验操作及波形观测。（1）以FS为触发，观测编码输入波形。示波器的DIV（扫描时间）档调节为100us。将正弦波幅度最大处调节到示波器的正中间，记录波形。

注意，记录波形后不要调节示波器，因为正弦波的位置需要和编码输出的位置对应。（2）在保持示波器设置不变的情况下，以FS为触发观察PCM量化输出，记录波形。学号： 姓名：- 5 -（3）再以FS为触发，观察并记录PCM编码的A律编码输出波形，填入下表中。整个过程中，保持示波器设置不变。（4）再把3号模块设置为【μ律编码观测实验】，重复步骤（1）（2）（3）。将记录μ律编码相关波形。

A律波形： 帧同步信号：

编码输入信号：学号： 姓名：

- 6 -PCM量化输出信号：PCM编码输出信号：学号： 姓名：

- 7 -μ律波形： 帧同步信号：

编码输入信号：PCM量化输出信号：学号： 姓名：

- 8 -PCM编码输出信号：（5）对比观测编码输入信号和译码输出信号。学号： 姓名：

- 9 -思考1：改变基带信号幅度时，波形是否变化？改变时钟信号频率时，波形是否发生变化？答：信号幅度对波形的影响很小，信号频率f看不出明显的规律。f的变化对波形没有任何影响。思考2：当编码输入信号的频率大于3400Hz或小于300Hz时，分析脉冲编码调制和解调波形。答： PCM解码信号幅度急剧减小。实验项目三 PCM编码时序观测概述：该项目是从时序角度观测PCM编码输出波形。1、连线和主菜单设置同实验项目二。2、用示波器观测FS信号与编码输出信号，并记录二者对应的波形。

思考：为什么实验时观察到的PCM编码信号码型总是变化的？答：PCM是数字编码。它将每个通道的指令数字化了，所以用示波器会看到这各编码

总是在变化中的。实验项目四 PCM编码A/μ律转换实验概述：该项目是对比观测A律PCM编码和μ律PCM编码的波形，从而了解二者区别与联系。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3：TH5(LPF-IN)信号送入前置滤波器模块3：TH6(LPF-OUT)模块3：TH13(编码-编码输入)送入PCM编码

信号源：CLK模块3：编码-时钟提供编码时钟信号信号源：FS模块3：编码-帧同步提供编码帧同步信号模块3：编码输出模块3：A/μ律--in接入编码输出信号学号： 姓名：- 10 -模块3：A/μ--out模块1：PCM译码输入将转换后的信号送入译码单元信号源：CLK模块1：译码时钟提供译码时钟信号信号源：FS模块1：译码帧同步提供译码帧同步信号信号源：CLK模块1：编码时钟信号源：FS模块1：编码帧同步提供W681512芯片PCM编译码功能所需的其他工作时钟2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【PCM编码】→【3号模块】→【A转μ律转换实验】。再设置【1号模块】→【第一路PCM编译码方式】→【μ律PCM编译码】，使1号模块的第一路为μ律编译码。调节W1主控&信号源使信号A-OUT输出峰峰值为3V左右。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；编码及译码帧同步信号FS为8KHz。4、用示波器对比观测编码输出信号与A/μ律转换之后的信号，观察两者的区别，加以总结。再对比观测原始信号和恢复信号。

5、设置主控菜单，选择【μ转A律转换实验】，并将1号模块对应设置成A律译码。然后按上述步骤观测实验波形情况。

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pcm编码实验报告

pcm编码实验报告

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编码和时分复用实验

PCM编码和时分复用实验

通信原理实验PCM编译码与时分复用目录一、实验目的二、实验原理三、实验设备四、实验过程五、实验总结2一、实验目的验证PCM编译码原理了解时分复用数字电话原理掌握PCM基群信号的形成过程及分接过程，了解多路PCM编码信号的复用和去复用的过程学习语音信号PCM编译码系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法34二、实验原理（1）m (t ) PCM 信号信号（线性或非线性）抽样量化编码001010011000PCM 编码过程示意图时间离散化幅度离散化幅值数字化PCM ：Pulse Code Modulation 脉冲编码调制5二、实验原理（2）2020/3/16时分复用原理示意图时分复用是将传输时间划分为若干个互不重叠的时隙，互相独立的多路信号分别占用各自的时隙，合路成为一个复用信号，在同一信道中传输。

F A B …………PCM基群信号32时隙F BA6二、实验原理（3）2020/3/16低通滤波器PCM 编 码器复接器低通滤波器PCM 译 码器分接器混合电路广义信道PCM 复用过程：把若干路相互独立的数字电话信号通过复接器复合成一个标准的数据流，再送入传输信道中传输。

PCM 解复用过程：是复用过程的逆过程。

将经过传输的复用信号数据流，通过分接器把各路信号从复用信号中提取出来，恢复原始信号。

三、实验设备通信原理教学实验箱示波器低频信号发生器失真度测量仪4096KHz 晶 振分频器1分频器2 帧同步信号产生器正弦信号源AS1S2S3S4PCM 编译码器A复接器抽样信号产生电路PCM 编译码器B PCMPCM-ASRBSRAPCM-B256KHzS3S2S18KHz 2048KHz CLKSLA(SL2)SLBSTA-INK5SLASLB⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫SL7SL5SL2、SL1、SL0、K8正弦信号源BSTB-INSTB K6STA-SSTA STB-S 四、实验过程：电路原理框图四、实验过程（1）原始语音信号波形观察通过低频信号发生器产生两路正弦信号注意：信号幅度：小于5V p-p；频率：300-3400Hz4096KHz 晶 振分频器1分频器2 帧同步信号产生器正弦信号源AS1S2S3S4PCM 编译码器A复接器抽样信号产生电路PCM 编译码器B PCMPCM-ASRBSRAPCM-B256KHzS3S2S18KHz 2048KHz CLKSLA(SL2)SLBSTA-INK5SLASLB⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫SL7SL5SL2、SL1、SL0、K8正弦信号源BSTB-INSTB K6STA-SSTA STB-S 四、实验过程（2）：PCM 信号观察四、实验过程（2）PCM 信号观察示波器CH1接SL0时隙；CH2接PCM 信号，观察时隙信号和对应的PCM 信号SL0的宽度为1个时隙宽度，对应8位帧同步码比特。

PCM编码、解码实验

PCM编码、解码实验

PCM编码、解码实验一、实验目的1．熟悉MATLAB环境下的Simulink仿真平台，熟悉PCM编码与解码原理，构建PCM编码与解码电路图.2. 对模拟信号进行采样、量化、编码(PCM), 将编码后的信号输入信道再进行PCM解码，还原出原信号.建立仿真模型,分析仿真波形.二、实验原理所谓脉冲编码调制，就是将模拟信号抽样量化，然后将已量化值变换成代码。

下面将用一个PCM系统的原理框图简要介绍。

图1 PCM原理方框图在编码器中由冲激脉冲对模拟信号抽样，得到在抽样时刻上的信号抽样值。

这个抽样值仍是模拟量。

在它量化之前，通常由保持电路（holding circuit）将其作短暂保存，以便电路有时间对其量化。

在实际电路中，常把抽样和保持电路作在一起，称为抽样保持电路。

图中的量化器把模拟抽样信号变成离散的数字量，然后在编码器中进行二进制编码。

这样，每个二进制码组就代表一个量化后的信号抽样值。

图中的译码器的原理和编码过程相反。

其中，量化与编码的组合称为模/数变换器(A/D 变换器)； 译码与低通滤波的组合称为数/模变换器(D/A 变换器)。

抽样是对模拟信号进行周期性的扫描， 把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。

我们要求经过抽样的信号应包含原信号的所有信息， 即能无失真地恢复出原模拟信号， 抽样速率的下限由抽样定理确定。

量化是把经抽样得到的瞬时值进行幅度离散，即指定Q 规定的电平，把抽样值用最接近的电平表示。

编码是用二进制码组表示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。

图1是PCM 单路抽样、量化、 编码波形图。

μ律与A 律压缩特性μ律：（美、日）A 律： （我国、欧洲） 式中，x 为归一化输入，y 为归一化输出，A 、μ为压缩系数。

)11()1(1)1(1≤≤-++±=x n x n y μμ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤<++±≤≤+=1||1n 11||n 111||0n 11x A A x A A x AAx y数字压扩技术：一种通过大量的数字电路形成若干段折线，并用这些折线来近似A律或μ律压扩特性，从而达到压扩目的方法。

程控交换pcm编译码实验

程控交换pcm编译码实验


2．TP3067 的功能 在本实验系统的 PCM 编译码电路中的器件为美国国家半导体公司的 TP3067。 图 3-2 是它的管脚排列图。
图 3-2 TP3067 管脚排列图 其引脚符号说明： 符号功能 1 脚 VP0+：接收功率放大器的非倒相输出 2 脚 GNDA：模拟地，所有信号均以该引脚为参考点 3 脚 VP0-：接收功率放大器的倒相输出
实
A 十三折线非线性变换法， 一般应用在 PCM\32 路系统中。 模拟信号经取
验
样后就进行 A 十三折线非线性变换，最后变成 8 位 PCM 码。在单路编译码器
原
中，经变换后的 PCM 码是在一个时隙中被发送出去，这个时序号是由 A-D 控
理
制电路来决定的，而在其他时隙时编码器是没有输出的。即对于一个单路编 译码器来说，它在一个 PCM 帧里只在一个由它自己 A-D 控制电路决定的时隙 里输出 8 位 PCM 码；同样在一个 PCM 帧里，它的一码电路也只能在一个由它 自己的 D-A 控制电路决定的时序里，从外部接受 8 为 PCM 码。 这样只要我们向 A-D 控制电路或 D-A 控制电路发某种命令即可控制机单
Hale Waihona Puke 4 脚 VPI：接收功率放大器的倒相输入 5 脚 VFRO：接收滤波器的模拟输出 6 脚 VCC ：正电源引脚，VCC=+5V±5% 7 脚 FSR：接收帧同步脉冲，它启动 BCLKR，于是 PCM 数据移入 DR，FSR 为 8KHz 脉冲序列。 8 脚 DR：接收帧数据输入，PCM 数据随着 FSR 前沿移入 DR 9 脚 BCLKR\CLKSESL： FSR 的前沿把数据移入 DR 的位时钟， 在 其频率可从 64KHz 至 2.48MHz。另一方面它也可能是一个逻辑输入，以此为在同步模式中的主时 钟选择频率 1.536MHz\1.544MHz 或 2.048MHz， BCLKR 用在发送和接收两个方向 （见表 3-1） 。 10 脚 MCLKR\PDN： 接收主时钟， 其频率可以为 1.536MHz、 1.544MHz 或 2.148MHz， 它允许与 MCLKX 异步， 但为了获得最佳性能应当与 MCLKX 同步， MCLKR 连续 当 联在低电位时，CLKX 被选用为所有内部定时，当 MCLKR 连续工作在高电位时， 器件就处于掉电模式。 11 脚 MCLKX：发送主时钟，其频率可以是 1.536MHz，1.544MHz 或 2.048MHz， 它允许与 MCLKR 异步，同步工作能实现最佳性能。 12 脚 BCLKX： PCM 数据从 DX 上移出的位时钟， 把 其频率可将 64kHz 变至 2.048MHz， 但必须与 MCLKX 同步。 13 脚 DX：由 FSX 启动的三态 PCM 数据输出。 14 脚 FSX：发送帧同步脉冲输入，它启动 BCLKX 并使 DX 上 PCM 数据移出 DX 上。 15 脚 TSX：空。 16 脚 ANLB：模拟环回路控制输入，在正常工作时必须置为逻辑“0” 。当拉到 逻辑“1”时，发送滤波器和发送前置放大器输出的连接线被断开，而改为和 接收功率放大器的 VP0+输出连接。 17 脚 GSX：发送输入放大器的模拟输出。用来在外部调节增益。 18 脚 VFXI-：发送输入放大器的倒相输入。 19 脚 VFXI＋：发送输入放大器的非倒相输入。 20 脚 VBB：负电源引脚，VBB= -5V±5%。 3．PCM 编译码电路的工作时钟 由上述电路分析可知， 编译码电路所需的工作时钟频率为 2.048MHZ， R、 PCM FS FSX 帧同步信号为 8KHZ 窄脉冲。它们的时序关系如图 3-3 TP2048 2.048MHz 的时钟