增量调制(M)编译码实验.pptVIP

实验三 增量调制（ΔM）编译码实验 一、实验目的 1、了解语音信号的ΔM编码过程； 2、验证ΔM的编译码原理； 粗略了解ΔM编译码专用集成电路的基本工作原理、 外部电路设计原则和一般使用方法； 了解语音信号数字化技术的主要指标，学习指标的测 试方法。 二、实验预习要求 1、复习《通信系统原理》中有关ΔM增量调制原理的章节； 2、认真预习本实验内容，熟悉实验步骤； 3、了解主要指标的测试方法。 三、单片ΔM编码系统组成和电路原理 1、系统组成与电路原理 系统组成的方框图如图所示，它是由定时部分、△M编译码器及收、发运放电容滤波器组成的。 2、电路原理 MC3418简介 MC3418是MOTOLOLA公司生产的通信专用集成电路，它是数字检测音节压扩增量编译码器。它由模拟输入放大器、数字输入运算放大器、电压/电流转换运算放大器、极性开关、工作选择开关和数字检测(移位寄存器和逻辑电路)等部分构成的。 第15脚的工作电平可以控制该片工作于编码状态或译码状态：当第15脚接高电平(VCC/2)时，该片做编码器用；当第15脚接低电平(地)时，该片做译码器用。 当单片作为编码器使用时，15脚接高电平，这时工作开关使模拟运放与移位寄存器接通。模拟信号由1脚输入，本地译码信号由2脚输入，运算放大器对它们进行比较并将差值放大。运算放大器输出经电平转换给出数字信码。 在14脚输入的时钟后沿时刻，运算放大器输出的结果进入移位寄存器。这一结果也同时接到9脚和极性开关，前者作为数字码输出，后者用来控制流入积分器的电流的极性，积分运算放大器与外接的RC网络构成积分器，受极性开关控制的电流在此积分后累加形成本地译码信号。 四级移位寄存器和逻辑电路完成检测功能。当有四个连“1”或连“0”码出现时，从11脚输出一个负极性的一致脉冲，一致脉冲经外接音节滤波器平滑之后得到量阶控制电压，此电压反映了前一段时间内模拟输入信号的平均斜率。 量阶控制电压加到第3脚。由内部V/I转换电路决定4脚的电压随3脚的电压变化。当4脚通过外接电阻连接到某一固定电位上，则流入4脚的电流就随3脚的控制电压变化，从而将控制电压的变化转换为控制电流的变化。V/I转换器的输出电流与4脚的输入电流相等。此电流经极性开关送到积分器，因此，积分量阶的大小就随着输入模拟信号的平均斜率而变化。这样就形成了数字检测音节的压扩过程。 在作译码器应用时，第15脚通过一只10KΩ电阻接地，这时数字运算放大器与移位寄存器接通。信码由13脚输入与12脚的阀电平比较，然后经运算放大器整形后送到移位寄存器，经再定时的信码从9脚输出。其后的工作过程则与编码器一样，只是译码信号不再送回第2脚而是送往接收低通滤波器。 单积分电路 MC3418内部仅有积分运算放大器，为完成本地译码过程，需要外接一个网络。用户可以根据自己的需要用外接RC网络接成单积分、双积分、△－∑等电路。本实验给出一种单积分电路的实例。 积分电路对应的控制电流压缩比应达到258，相当于49dB。最大与最小控制电流分别由4脚外接电阻Rx和Rmin决定。 积分运算放大器的输入阻抗很高，从极性开关的量阶控制电流几乎全部进入电阻R和电容C。网络的阻抗传递函数可以写成： H(s)=(V(s))/(I(s))=-(1/((1/R)+SC)) 经整理后得到 -(V(s))/(I(s))=(I/C)/(S+1/(RC))=K/(S+WO ) (1) 其中K=1/C，WO=1/(RC)。 一般认为是300Hz。当R＝10KΩ，C=0.1μf时，f0 ＝159Hz。 将式(1)写成时域形式 -I=V/R+C(dv)/dt （2） 音节平滑滤波器 MC3418只具有数字检测功能，为实现压扩作用还需要一外接网络。用户可根据需要接成线性压扩、非线性压扩、复杂推迟压扩等各种形式。本实验只列举一种非线性音节平滑滤波器。 音节平滑滤波器是一个简单的RC滤波电路，电路形式如图所示。集成片MC3418的数字检测器连码一致脉冲信号是由一个集电极开路的晶体管从11脚输出的。所以需要一个外接的集电极负载电阻。 当晶体管导通时，电容器CS通过电阻RS充电；当晶体管截止时，电容器CS通过电阻RP放电。充电时间常数 τ＝CS(RS+RP)。 设G为一致脉冲在一个音节时间内占空比的统计值。设第3脚电位为VS，11脚电位为V0，当G值一定时，电路应维持充放电电荷相等。设充电时间为G