PCM编译码-时楠楠.doc

PCM编译码实验 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。 实验内容 用示波器观测比较PCM编码前、译码后的模拟正弦波形。 改变正弦信号源的输出频率，测量频率低到何值时（幅度大到何时）对应译码波形开始出现明显失真，频率高到何值（幅度小到何时）已无法正常译码，波形只剩下一片噪声。 实验仪器 示波器，RC-GT-II型光纤通信实验系统。 基本原理 PCM编码原理 PCM编码需经过以下几个步骤： 取样：间隔周期125(S （ 8KHz ），模拟信号在时间上的离散化。示意图见图8.1。 量化：通过A/D转换逐次逼近过程，实现模拟信号在幅度上的离散化。示意图见图8.2。 编码：进一步将样值编为8位码组，（20-27共256个可能的取值）。 图8.1 取样示意图 图8.2量化示意图 2. 多路复用/解复用： 每路的8位码组占用PCM一帧中的一个时隙，一帧中共有32个时隙，可以同时复用传输30路话音。 图8.3　帧结构示意图 图8.4　本实验箱的PCM时隙分配示意图 3．PCM系统传输方式的优点 可再生中继：把模拟信号转换为数字信号传输，可通过再生中继消除传输噪声的积累。 TDM复接/分接：可采用TDM方式，按各个信道时隙位置进行码组间插，实现多路信号的复接/分接，包括时隙交换。 提高信噪比：可采用各类压扩方式（如A律、 ( 律），提高小信号时的信噪比S/N，优化话音信号的实际传输效果。 便于系统兼容：采用统一的速率进行模/数转换、信道的复接、分接和传输，有利于实现系统兼容。 线性度要求降低：编码数字信号对激光器的线性无特殊要求。 4．本实验箱中的PCM编译码模块原理 本模块的原理方框图如图8.4所示。 图8.4 PCM编译码原理方框图 该模块上有以下测试点和输入点： ( PCM_BS PCM基群时钟信号(位同步信号)测试点 ( PCM_FS 信号时隙同步信号测试点 ( B_IN 输入到编码器B的信号测试点 ( B_OUT 信号B译码输出信号测试点 ( A_IN 输入到编码器A的信号测试点 ( A_OUT 信号A译码输出信号测试点 ( PCM-OUT PCM集群信号复接端输出/测试点 ( PCM_IN PCM集群信号分接端输入/测试点 图8.4各单元与元器件之间的对应关系如下： · 晶振 X1：16.384MHZ · 分频器1 CHIP1（XC95144XLTQ100-10） · 分频器2 CHIP1（XC95144XLTQ100-10） · 抽样信号产生器 CHIP1（XC95144XLTQ100-10） · PCM编译码器A U4：PCM编译码集成电路TP3057 · PCM编译码器B U5：PCM编译码集成电路TP3057 · 帧同步信号产生器 CHIP1（XC95144XLTQ100-10） · 复接器 CHIP1（XC95144XLTQ100-10） 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，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。 PCM信号码速率是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S1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)。 本模块的核心器件是A律PCM编译码集成电路TP3057，它是CMOS工艺制造的专用大规模集成电路，片内带有输出输入话路滤波器，其引脚如图8.5所示。引脚功能如下： (1) V- 接-5V电源。 (2) GND 接地。 (3) VFRO 接收部分滤波器模拟信号输出端。 (4) V+ 接+5V电源。 (5) FSR 接收部分帧同信号输入端，此信号为8KHZ脉冲序列。 (6) DR 接收部分PCM码流输入端。 (7) BCLK/CLKSEL 接收部分位时钟(同步)信号输入端，此信号将PCM码流在FSR上升沿后逐位移入DR