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脉冲编码（PCM）及系统实验

指导老师：曹建忠

姓名：张煜程、黄鸿嘉

学号：110703146、110703113

一、实验目的

1．加深对PCM编码工作过程的理解。

2．掌握PCM编、译码的时序关系。

3．熟悉PCM编、译码专用集成电路的使用方法及其要求。

4．了解PCM系统的工作过程。

二、实验内容

1．用示波器观察两路音频信号的编码结果，观察PCM基群信号。

2．改变音频信号的频率，观察和测试译码器输出信号幅度变化的情况。

三、实验原理

1．点到点PCM通信原理

脉冲调制通信就是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散

的数字信号后在信道中进行传输。而脉冲编码调制就是对模拟信号先进行抽样后，再对样

值的幅度进行量化、编码的过程。抽样是对模拟信号进行周期性扫描，从而把时间上连续

的信号变成时间上离散的信号。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有的信息，

也就是说能无失真的恢复原模拟信号。抽样速率的下限由抽样定理确定的，在该实验中，

抽样速率采用8Kbit/s。量化是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的

电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。编码是用一组二进制码组来表示每一个有

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，故编码的过程也称为模/

数变换，记作A/D。

目前，脉冲编码调制（PCM）技术与增量调制PCM（ΔM）技术已经在数字通信系统中

得到广泛应用。当信道噪声比较小时一般用PCM，否则一般用ΔM。速率在155MB以下的准

同步数字系列（PDH）中，国际上存在A律和u律两种PCM编译码标准系列，在155MB以上

的同步数字系列（SDH）中，将这两个系列统一起来，在同一个等级上两个系列的码速率相

同。

点到点PCM通信原理如图4-1所示。话音信号先经过低通滤波其后得到与人的声音频

率相近的限带信号（300∽3400Hz），进行脉冲抽样，变为频率为8KHz的抽样信号（即离散

的脉冲幅度调制PAM信号），然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”的办法量化为有限

个幅度取值的信号，再经过编码，转化为二进制码。对于电话，CCITT规定抽样速率8Hz，

8

每个抽样值被编成8位码，即共有2=256个量化值，因而每话路PCM编码后的标准数码率

为64kb/s。为了解决均匀量化时信号量化误差大、音质差的问题，实际中一般采用不均匀

量化的非线性量化方法，即量化特性在小信号时分层密、量化间隔小，在大信号时分层疏、

量化间隔大。

话音输入（发送）PCM编码

低通（接收）

话音输出滤波解调解码再生

图4-1点到点PCM通信原理

2．PCM编译码原理

本实验采用PCM编译码专用大规模集成电路TP3057来完成PCM的编译码，实验原

理框图及其电路原理图分别如图4-2、图4-3所示。拨码开关SW201用来改变基带信号

（正弦波）抽样信号的相位（PCM编码时隙，开关K203用来选择基带信号，接1、2脚

时，使用内部信号源提供的正弦波信号，接2、3脚时，外加基带信号从TP206输入）。

SL7

信8KHz抽样信号SL5

产生器SL7

SL1

2048KHz

号

正弦波

源