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实验四脉冲编码调制解调实验

一、实验目的

1、掌握脉冲编码调制与解调的原理；

2、掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法；

3、了解脉冲编码调制信号的频谱特性；

4、了解大规模集成电路W681512的使用方法。

二、实验内容

1、观察脉冲编码调制与解调的结果，分析调制信号与基带信号之间的关系；

2、改变基带信号幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况；

3、改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况；

4、改变位同步时钟，观测脉冲编码调制波形。

三、实验仪器

1、信号源模块一块

2、模块2一块

3、20M双踪示波器一台

4、立体声耳机一副

5、连接线若干

四、实验原理

（一）基本原理

脉冲编码调制（PCM）简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成

数字信号的编码方式。脉码调制的过程如图4-1所示。

PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。抽样是把时间连续的模拟信号

转换成时间离散、幅度连续的抽样信号；量化是把时间离散、幅度连续的抽样

信号转换成时间离散、幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成

一个二进制码组输出。国际标准化的PCM码组（电话语音）是用八位码组代表

一个抽样值。编码后的PCM码组，经数字信道传输，在接收端，用二进制码组

重建模拟信号，在解调过程中，一般采用抽样保持电路。预滤波是为了把原始

语音信号的频带限制在300Hz～3400Hz左右，所以预滤波会引入一定的频带失

真。

在整个PCM系统中，重建信号的失真主要来源于量化以及信道传输误码。

通常，用信号与量化噪声的功率比，即信噪比S/N来表示。国际电报电话咨询

委员会（ITU-T）详细规定了它的指标，还规定比特率为64kbps，使用A律或

律编码律。下面将详细介绍PCM编码的整个过程，由于抽样原理已在前面实

验中详细讨论过，故在此只讲述量化及编码的原理。

图4-1PCM调制原理框图

1、量化

从数学上来看，量化就是把一个连续幅度值的无限数集合映射成一个离散

幅度值的有限数集合。如图4-2所示，量化器Q输出L个量化值y，k=1，2，

k

3，„，L。常称为重建电平或量化电平。当量化器输入信号幅度落在与

yxx

kk

x之间时，量化器输出电平为y。这个量化过程可以表达为：

k1k



yQ(x)Qxxxy,k1,2,3,,L

kk1k

这里x称为分层电平或判决阈值。通常xx称为量化间隔。

kkk1k

xy

量化器

模拟入