两路模拟信号的PC编译码设计.doc

目录 一、 总体方案 1 二、 单元电路模块 2 1. 帧同步电路模块 2 2. 时钟电路模块 3 3. 分频电路模块 4 1) 二分频电路 4 2) 十六分频电路 5 3) 三十二分频电路 5 4. 抽样信号产生模块 5 三、 时分复用原理 6 1. 时分复用基本原理 6 2. 时分复用的实现 7 3. 32路PCM帧结构 8 四、 系统仿真 10 1. A路信号PCM编码和译码 10 2. B路信号PCM编码和译码 12 3. 时分复用仿真总图 15 五、 系统调试及结果 15 六、 心得体会 19 七、 附录（总电路原理图） 20 八、 参考文献 21 总体方案 PCM时分复用数字基带传输，是各路信号在同一信道上占有不同的时间间隙进行通信。它把模拟信号通过抽样、量化、编码转变为数字信号，这些都靠编码器来实现，然后在位同步和帧同步信号的控制下通过复接器实现复接，复接后的信号通过信道传输，分接器在同步信号的作用下把接收到的信号进行分路，分路后的信号通过PCM译码、低通滤波器还原出输入的模拟语音信号。同步技术是时分复用数字通信的又一个重要特点。位同步是最基本的同步，是实现帧同步的前提。它的基本含义是收、发两端机的时钟频率必须同频、同相，这样接收端才能正确判断和接收发送端送来的每一个码元。帧同步是为了保证收、发各对应的话路在时间上保持一致，这样接收端就能正确接收发送端送来的每一个话路信号。 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。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时分复用系统的系统框图如图1.1所示： 图1.1 PCM时分复用系统的系统框图 单元电路模块 帧同步电路模块 在时分复接系统中，要保证接受端分路系统能和发送端一致，必须要有一个同步系统，以实现发送端与接受端的帧同步。实现帧同步的基本方法是在发送端预先规定的时隙，在这个帧同步码时隙，插入一组特殊码型的帧同步码组。S1,S2,S3从A、B、C端输入，在PCM30/32基群终端中，帧同步码采用×0011011码组（其中×表示任意）。帧同步码产生电路由一个74LS151八选一数据选择器和一个与门组成。其电路图如图2.1.1所示，其帧同步码组波形见图2.1.2所示。 图2.2.1帧同步电路模块 图2.1.2 帧同步码组波形 时钟电路模块 不同的数字信号复接，都有各自的定时脉冲，但在同一系统之内它们之间必定要满足一种固定的关系，才能正常通信。多谐振荡器就足以满足大多数数字系统对频率稳定度的要求。在许多应用场合下都对多谐振荡器的振荡频率稳定性有严格的要求，因此，在对频率稳定性有较高的要求时，必须采取稳频措施。目前，普遍采用的一种稳频方法是在多谐振荡器电路中接入石英晶体，组成石英晶体振荡器。系统时钟模块由电路与石英晶体等组成，石英晶体的频率为4096KHZ，电路如图2.2.1所示： 图2.2.1时钟电路模块 分频电路模块 在此单元中采用三个分频器进行分频。信号由一个2分频电路实现，帧同步码组产生脉冲信号由一个16分频电路得到，时隙同步脉冲S4信号由一个四位二进制计数器和一个2分频器组成的电路产生，送入抽样信号产生电路形成时隙同步信号。 二分频电路 在二进制数字通信中，主时钟的一个周期称为1bit，由此可知PCM30/32路基群的时钟为。由于主时钟电路输出的是频率为4096KHz的方波, 所以需要将输出频率进行二分频，分频后的信号就成编译码器的时钟信号。由于触发器相当于一个二进制计数器，在电路中二分频可以采用双上升沿触发器来实现。如图2.3.1所示： 图2.3.1 二分频电路模块 十六分频电路 帧同步码组产生脉冲S1、S2、S3，频率分别为1024KHz、512 KHz 、256 KHz，与4096 KHz正好成4倍、8倍、16倍的关系，利用一个74LS193四位二进制同步加/减计数器就可以实现。74LS193的三个输出端QB、QC、QD分别实现了4、8、16分频，如图2.3.2所示： 图2.3.2 十六分频电路模块 三十二分频电路 分频器2的输出为，信号的频率为，它们之间32倍的关系，所以采用32分频就可以实现，如图2.3.3所示： 图2.3.3 三十二分频电路模块 抽样信号产生模块 抽样就是把时间上连续的模拟信号变成一系列时间上离散的抽样值的过程。缩短时间间隔会导致数据量增加，所以缩短时间间隔必须适可而止。时间间隔可以根据信号所包含的最高频率成分的值来确定。如