实验四PCM编译码及TDM时分复用实验.ppt

【实验性质】：验证性实验 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。 二、实验预习要求 首先预习《通信原理》教材中关于脉冲编码调制PCM原理的有关章节，然后，再阅读本实验内容。 三、实验仪器仪表 1、70MHz双踪数字存储示波器一台 2、实验模块： 低频信号源输出模块一 低频信号源输出模块二 数字时钟信号源模块 PCM编译码模块 三、实验仪器仪表 四、实验原理 1.PCM 脉冲编码调制(PCM)简称脉码调制，它是一种用一组二进制数字代码来代替连续信号的抽样值，从而实现通信的方式。由于这种通信方式抗干扰能力强，它在光纤通信、数字微波通信、卫星通信中均获得了极为广泛的应用。 四、实验原理 1.PCM PCM是一种最典型的语音信号数字化的波形编码方式， 其系统原理框图如图1所示。 首先，在发送端进行波形编码(主要包括抽样、量化和编码三个过程)，把模拟信号变换为二进制码组。 编码后的PCM码组的数字传输方式可以是直接的基带传输，也可以是对微波、光波等载波调制后的调制传输。 在接收端，二进制码组经译码后还原为量化后的样值脉冲序列，然后经低通滤波器滤除高频分量，便可得到重建信号。 PCM系统原理框图： 综上所述，PCM信号的形成是模拟信号经过“抽样、量化、编码”三个步骤实现的。图 2给出了PCM信号形成的示意图。 2.量化 对于电话，ITU-T规定的抽样率为8KHZ，每个抽样值编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 。在实际中采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法。 在实际中广泛使用的是两种对数形式的压缩特性：一种是采用13折线近似A律压缩特性，另一种是采用15折线近似μ律压缩特性。  A律13折线主要用于英、法、德等欧洲各国的PCM 30/32路基群中，我国的PCM30/32路基群也采用A律13折线压缩特性。 μ律15折线主要用于美国、加拿大和日本等国的PCM 24路基群中。CCITT建议G.711规定上述两种折线近似压缩律为国际标准，且在国际间数字系统相互连接时，要以A律为标准。 3. PCM编解码集成电路 国内外有代表性的PCM编解码集成电路有很多，在本实验中，选用了芯片作为PCM编解码电路来作实验。编译码器是本实验中最易受损器件，稍有不慎就有烧坏的可能，所以我们在实验中要求特别细致。 PCM编译码器TP3057所需的工作时钟为2.048MHz。 图4 点到点PCM多路电话通信原理 五、实验内容 用示波器观察两路音频信号的编码结果，观察PCM基群信号。 六、实验步骤 1.熟悉PCM编译码模块，使用波码开关SPCM1接通SL1(或SL3)，用实验导线连接低频可调信号产生单元的正弦信号输出到SA-IN、SB-IN。 将数字时钟信号源的2048K输出连接至BS-TX和BS-RX，短接PCM-OUT和PCM-IN，短接FS-TA和FS-RA，短接FS-TB和FS-RB。 2.接通交流电源开关和所使用模块的电源开关。 3.用示波器观察SA-IN、SB-IN，调节信号源的电位器，使正弦信号SA-IN、SB-IN波形的频率小于4KHz，不失真(峰峰值小于5V)。 六、实验步骤 4. 用示波器观察PCM编码输出信号。 示波器CH1接FS-TA，（示波器扫描周期不超过FS的周期，以便观察到一个完整的帧信号）CH2分别接PCM-OUT、FS-TB，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， FS-TA及FS-TB的脉冲宽度等于一个时隙宽度）。 信号A在第2时隙，信号B的 时隙由开关SPCM1分别接通SL1（01）、SL2（10）来控制，观察PCM基群帧结构的变化情况 六、实验步骤 5. 用示波器观察PCM译码输出信号 示波器的CH1接SA-IN，CH2接RA-OUT，观察这两个信号波形是否相同(有相位差)。 示波器的CH1接SB-IN，CH2接RB-OUT，观察这两个信号波形是否相同(有相位差)。 七、实验报告记录波形 （1）记录数字时钟信号CLK、两路正弦信号输入SA-IN、SB-IN。 （2）当波码开关SPCM1分别接通SL1（01）和SL2（10）时，记录FS-TA、 FS-TB、 PCM-OUT、译码输出RA-OUT 、RB-OUT 。 八、思考题 1、TP3057 PCM编码器输出的PCM数据的速率是多少？ 2、TP3057 PCM编码器获取时钟信号后，内部要经过几分频才能得