1、實(shí)驗(yàn)二 M編碼、譯碼綜合實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深理解語(yǔ)音信號(hào)的增量調(diào)制編、譯碼原理。2了解簡(jiǎn)單增量調(diào)制(M)，壓擴(kuò)增量調(diào)制(ADM)系統(tǒng)的方案，組成和特點(diǎn)。3對(duì)系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試、計(jì)算和分析，學(xué)會(huì)對(duì)這些主要指標(biāo)的測(cè)試方法。4對(duì)簡(jiǎn)單增量調(diào)制與壓擴(kuò)增量調(diào)制方式的電路性能作對(duì)比分析。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 簡(jiǎn)單M編碼實(shí)驗(yàn)(1) 時(shí)鐘測(cè)試同步信號(hào)源實(shí)驗(yàn) (5) 臨界編碼實(shí)驗(yàn)(2) 靜態(tài)編碼實(shí)驗(yàn) (6) 過(guò)載編碼實(shí)驗(yàn) (3) 起始編碼實(shí)驗(yàn) (7) 簡(jiǎn)單M編碼動(dòng)態(tài)范圍測(cè)試(4) 正常編碼實(shí)驗(yàn) (8) 簡(jiǎn)單M譯碼實(shí)驗(yàn)2 壓擴(kuò)M編碼實(shí)驗(yàn)(1) 壓擴(kuò)控制信號(hào)實(shí)驗(yàn) (3) 壓擴(kuò)過(guò)載特性(2) 壓擴(kuò)編碼動(dòng)態(tài)范圍測(cè)

2、試 (4) 幅頻特性實(shí)驗(yàn)3 壓擴(kuò)譯碼、濾波、功放實(shí)驗(yàn)4 壓擴(kuò)編譯碼實(shí)驗(yàn)5 壓擴(kuò)編譯碼話(huà)音信號(hào)測(cè)試實(shí)驗(yàn)6 簡(jiǎn)單壓擴(kuò)M音質(zhì)試聽(tīng)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)7 壓擴(kuò)量化信噪比測(cè)試實(shí)驗(yàn)8 學(xué)生常犯的測(cè)量錯(cuò)誤三、基本原理31概述增量調(diào)制是采用一位二進(jìn)制數(shù)碼來(lái)表示信號(hào)此時(shí)刻的值相對(duì)于前一個(gè)取樣時(shí)刻的值是增大還是減小，增大發(fā)“1”碼，減少發(fā)“0”碼，數(shù)碼的“1”、“0”只是表示信號(hào)相對(duì)于前一時(shí)刻的增減，不代表信號(hào)的絕對(duì)值。收端譯碼則是每收到一個(gè)“1”碼，譯碼器的輸出相對(duì)于前一個(gè)時(shí)刻的值上升一個(gè)量?jī)r(jià)，每收到一個(gè)“0”碼下降一個(gè)量?jī)r(jià)。當(dāng)收到連32 / 18“1”碼時(shí)，表示信號(hào)連續(xù)增長(zhǎng)。當(dāng)收到連“0”碼時(shí)，表示信號(hào)連續(xù)下降。譯碼輸出

3、再通過(guò)低通濾波器濾去高頻量化噪聲，從而恢復(fù)原信號(hào)。因此，當(dāng)取樣頻率足夠高時(shí)，量?jī)r(jià)的大小取得恰當(dāng)，收端恢復(fù)的信號(hào)與原信號(hào)非常接近、量化噪聲可以很小。增量調(diào)制的突出優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備簡(jiǎn)單，能以較低的數(shù)碼率進(jìn)行編碼。特別是用在單路數(shù)字電話(huà)，增量調(diào)制更有吸引力。因?yàn)閱温吩隽肯到y(tǒng)根本不需解決收發(fā)同步問(wèn)題，而脈碼調(diào)制即使是單路通信也需要同步碼組。增量調(diào)制這一優(yōu)點(diǎn)正是任意選址通信。輕型數(shù)字式寬帶散射通信。微波中繼通信和衛(wèi)星通信等特殊方式所企求的。目前在各種改進(jìn)型增量調(diào)制中，對(duì)于話(huà)音信號(hào)編碼來(lái)說(shuō)，以數(shù)字音節(jié)壓擴(kuò)總和增量調(diào)制的效果比較好，目前采用得比較多。對(duì)話(huà)音的清晰度和自然度，在32千比特/秒的數(shù)碼率的情況下，試聽(tīng)

4、效果比較滿(mǎn)意。32 簡(jiǎn)單增量調(diào)制32.1 工作原理框圖圖2一1(a)為增量編碼框圖，它是由相加電路與放大限幅器(二者合在一起通常稱(chēng)為比較器)，定時(shí)判決電路和本地譯碼器三部分組成。比較器輸入端有一個(gè)相加電路，本地譯碼信號(hào)的反相值-S1(t)與原話(huà)音信號(hào)S(t)相加，實(shí)現(xiàn)s(t)和S1(t)相減，得出差值信號(hào)e(t)。e(t)=S(t)S1(t)設(shè)s1(t)小于原話(huà)音信號(hào)s(t)，則誤差信號(hào)e(t)為正，根據(jù)增量編碼規(guī)則，e(t)為正發(fā)1碼。圖2.1 增量調(diào)制工作原理框圖編碼器輸出數(shù)碼P(t)為“1”碼。數(shù)碼P(t)同時(shí)送給本地譯碼器，本地譯碼器收到“1”碼，按增量譯碼規(guī)則產(chǎn)生一個(gè)正斜變電壓，使s

5、1(t)上升，實(shí)際電路是將P(t)反相變成-P(t)再譯碼，譯出的信號(hào)為-s1(t)，如果用P(t)譯碼、譯出的是s1(t)。反相的目的是為了實(shí)現(xiàn)s(t)與s1(t)相減。(為了講述方便以后我們都用s1(t)與s(t)來(lái)比較大小，畫(huà)圖也用s1(t)來(lái)表示)。如果s1(t)大于s(t)，則編碼器發(fā)“0”碼，令本地譯碼器產(chǎn)生一負(fù)斜變電壓，使本地譯碼信號(hào)s1(t)下降，因此本地譯碼信號(hào)s1(t)在編碼過(guò)程始終跟蹤原話(huà)音信號(hào)s(t)上下變化，誤差在一個(gè)量階q左右。這樣一個(gè)編碼系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)負(fù)反饋環(huán)路。它的特點(diǎn)是，每隔一定的取樣時(shí)時(shí)間隔T，進(jìn)行一次反饋調(diào)整，而不是隨時(shí)連續(xù)的調(diào)整。調(diào)整的結(jié)果，使本地譯碼

6、信號(hào)Sl(t)始終跟蹤原話(huà)音信號(hào)S(t)，使差值信號(hào)e(t)保持極小值。這種情況大致就像汽車(chē)通過(guò)駕駛盤(pán)不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)使它沿著正確的方向前進(jìn)一樣，原話(huà)音信號(hào)就像是通路，而汽車(chē)行走的軌跡就像是跟蹤信號(hào)。只要行車(chē)速度不是太快，而每次調(diào)整的相隔時(shí)間不是太長(zhǎng)，盡管汽車(chē)不是沿著道路中心線(xiàn)前進(jìn)，但也不會(huì)跑到道路外邊去。把這樣的二進(jìn)制數(shù)碼，通過(guò)信道傳遞出去，在收端按同樣規(guī)則動(dòng)作，也就可以得到同樣的跟蹤波形?，F(xiàn)在讓我們分析一下靜態(tài)，即無(wú)信號(hào)S(t)輸入時(shí)，編碼器P(t)輸出什么樣的碼型，本地譯碼信號(hào)S1(t)的波形是個(gè)什么樣子。當(dāng)S(t)=0時(shí)，我們先假設(shè)在tl時(shí)刻Sl(tO)= q/2，信碼P(tO)在tO時(shí)刻之

7、前“0”碼(見(jiàn)圖1一2)。則誤差信號(hào)e(t0)在時(shí)刻為根據(jù)編碼規(guī)則，e(t)>0時(shí)發(fā)“1”碼，信碼在to時(shí)刻由“0”變“1”。在to之后Sl將在-q/2基礎(chǔ)上產(chǎn)生一個(gè)正斜度變電壓，到t1時(shí)刻上升到+q/2。這時(shí)根據(jù)編碼規(guī)則，e(t)<0發(fā)“0”碼，Sl在tl之后將在+q基礎(chǔ)上產(chǎn)生一負(fù)斜變電壓，到t2時(shí)刻，Sl(tl)又下降到-q/2，這時(shí)e(t2)>0發(fā)“1”碼。結(jié)果輸出碼流P(t)的碼型為一系列“0”“1”交替的脈沖碼，S1(t)為三角形波。增量調(diào)制靜態(tài)時(shí)輸出“1”“0”交替碼，而PCM編碼靜態(tài)時(shí)輸出全“0”碼。這一點(diǎn)是絕然不同的，靜態(tài)時(shí)增量調(diào)制能否輸出“1”“0”交替碼是

8、檢查增量調(diào)制工作正常與否的一個(gè)依據(jù)。其輸出頻率正好是取樣頻率的一半。如圖2一2322 簡(jiǎn)單增量調(diào)制特性1. 過(guò)載特性譯碼器輸出的譯碼信號(hào)，是由一些上升或下降的斜串直線(xiàn)段組成，上升段稱(chēng)為正斜變電壓，下降段稱(chēng)為負(fù)斜變電壓，每個(gè)取樣時(shí)間間隔上升或下降的量階q是相同的，譯碼器輸出斜變電壓，它的斜率是量階q與取樣周期ts的比值，即：在編碼過(guò)程中，本地譯碼輸出的譯碼信號(hào)始終跟蹤輸入信號(hào)的變化。當(dāng)輸入信號(hào)斜率小于譯碼信號(hào)斜率qfs時(shí)，本地譯碼的輸出信號(hào)完全有能力跟上它。如果大于qfs時(shí)本地譯碼輸出信號(hào)斜率就無(wú)法跟上而引起過(guò)大的誤差，這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為過(guò)載。對(duì)于正弦信號(hào)，輸入信號(hào)的斜率等于輸入信號(hào)f(t)對(duì)時(shí)間求微

9、商。只要滿(mǎn)足，就不會(huì)發(fā)生過(guò)載現(xiàn)象。所以臨界過(guò)載電壓振幅Am為可見(jiàn)，在E、RC一定時(shí)，或者量階和取樣頻率fs一定時(shí)，過(guò)載電壓與信號(hào)頻率fs成反比2. 量化信噪比長(zhǎng)時(shí)間統(tǒng)計(jì)平均量化噪聲功率N2(N為頻帶受限制的平均量化噪聲電壓)等于從-q到q區(qū)間的積分平均值。量化噪聲是一種隨機(jī)噪聲，占有很寬的頻譜，其功率大部分是集中在0fs范圍內(nèi)，而且在低頻端是均勻的。由此可求得在話(huà)音帶內(nèi)的量化噪聲功率Na2為：在末過(guò)載時(shí)，量化噪聲與信號(hào)幅度無(wú)關(guān)，因此信號(hào)越大信噪比也越高，在臨界幅度Am時(shí)，量化信噪比達(dá)到最大值。對(duì)于正弦信號(hào)，不過(guò)載時(shí)功率的最大值Sm2(Sm2為信號(hào)電壓效值)為可求得最大量化信噪比為：最大量化信噪

10、比隨取樣頻率fs增高以每倍程9dB的速度增大，隨低通截止頻率fa的增高以每倍程3dB的速度下降，隨信號(hào)頻率fc的增高以每倍程6dB速度下降。3. 編碼動(dòng)態(tài)范圍Dc和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍D編碼動(dòng)態(tài)范圍是指編碼器臨界編碼時(shí)的最大輸入信號(hào)電壓Am和起始編碼時(shí)輸入信號(hào)電壓Ak之比。是指輸出碼位有變化的輸入信號(hào)變化范圍。對(duì)于M，已知，則得系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍是指滿(mǎn)足語(yǔ)音質(zhì)量要求的最小輸出信噪比時(shí)，所允許的輸入信號(hào)變化范圍。33 數(shù)字壓擴(kuò)增量調(diào)制（CVSD）對(duì)于M，由于它們的是固定不變的，采用較大的臺(tái)階電壓時(shí)，近似信號(hào)能很快地跟蹤話(huà)音信號(hào)的突變部分，從而使過(guò)載噪聲減小：但量化噪聲增大。反之，當(dāng)采用較小的臺(tái)階電壓時(shí)，雖量化

11、噪聲減小，但過(guò)載噪聲增大。解決這個(gè)矛盾的最好方法是采用自適應(yīng)增量調(diào)制。下面是一種數(shù)字檢測(cè)音節(jié)壓縮和擴(kuò)張?jiān)隽空{(diào)制，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)字式音節(jié)壓擴(kuò)增量調(diào)制(音節(jié)壓縮，即臺(tái)階電壓值，不是瞬時(shí)地隨輸入信號(hào)的幅度而變化，而是按輸入信號(hào)的一個(gè)音節(jié)改變，所謂音節(jié)是指輸入信號(hào)包絡(luò)變化的一個(gè)周期。對(duì)于語(yǔ)音信號(hào)，一個(gè)音節(jié)一般約為10ms，按音節(jié)改變。即在某個(gè)音節(jié)內(nèi)，臺(tái)階電壓保持不變，而在其它音節(jié)里，將隨之改變，所以音節(jié)壓縮就是使隨音節(jié)內(nèi)平均斜率的變化而變化)。這種方案的核心是在M的基礎(chǔ)上采用數(shù)字檢測(cè)器。用數(shù)字檢測(cè)器在語(yǔ)音信號(hào)的碼流中，按音節(jié)變化規(guī)律提取控制信號(hào)，并以此控制信號(hào)去控制臺(tái)階電壓發(fā)生器，使臺(tái)階電壓的大小按音節(jié)規(guī)律變

12、化。圖2.3是數(shù)字式音節(jié)壓擴(kuò)自適應(yīng)增量調(diào)制的方框圖。它由四級(jí)移位寄存器、四與或非門(mén)、積分器等組成。數(shù)字檢測(cè)器的控制電壓是根據(jù)碼流中四個(gè)連“1”或四連“0”的數(shù)目來(lái)提取。當(dāng)連續(xù)四個(gè)同極性的數(shù)字脈沖出現(xiàn)時(shí)，控制電壓有輸出，臺(tái)階電壓增大。圖2.3(a) 數(shù)字音節(jié)壓擴(kuò)自適應(yīng)增量調(diào)制原理方框圖移位寄存器的作用是在時(shí)鐘脈沖源CP的作用下，保證相鄰四位作下列邏輯運(yùn)算。 (2-2)當(dāng)有四個(gè)以上碼元符號(hào)相同時(shí)，輸出Z為低電平;反之為高電平。通過(guò)電壓變換和RC音節(jié)平滑濾波電路，取得控制電壓VC去控制臺(tái)階發(fā)生器，從而產(chǎn)生可變臺(tái)階電壓。當(dāng)控制電壓由零變?yōu)樽畲笾禃r(shí)，臺(tái)階電壓也從零變?yōu)樽畲髆ax。實(shí)際上為零的情況是不容許

13、的。因?yàn)檫@將導(dǎo)致無(wú)法對(duì)小信號(hào)編碼。為了保證控制電壓為零時(shí)，不發(fā)生臺(tái)階電壓為零的狀態(tài)，在可變臺(tái)階發(fā)生器上加一個(gè)小的恒定電壓，使臺(tái)階發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)最小的以便對(duì)小信號(hào)編碼。四、實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)方案、原理方框圖，如圖2.3(b)圖 2.3b五、實(shí)驗(yàn)電路原理圖及工作原理實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖2.4，工作原理如下1 比較器比較器由BG1、BG2、IC1、BG3組成，音頻信號(hào)從P1送入BG1發(fā)射極，本地譯碼信號(hào)從P3送入BG1發(fā)射極，P1和P2兩點(diǎn)信號(hào)互為反相。因此，由BG1完成相減任務(wù)。誤差信號(hào)經(jīng)BG2放大，IC1放大再經(jīng)BG3限幅至TTL電平。2判決器 判決器由IC2里面其中一個(gè)D觸發(fā)器完成、從比較器BG3輸出

14、的限幅信號(hào)送入IC24腳，從P832KHz的時(shí)鐘信號(hào)送入IC29腳，IC22腳輸出判決器Q端輸出信號(hào)。即P2點(diǎn)信號(hào)，此信號(hào)就是M編碼器的輸出信號(hào)。3本地譯碼器本地譯碼器由BG7、BG8、BG9、IC4組成，BG7、BG8、BG9、完成極性轉(zhuǎn)換，R46、R47、C22是譯碼積分電路時(shí)間常數(shù)。IC4是射極器，BG7和BG8組成差分放大，BG8和BG9組成復(fù)合管，BG7基極接判決器D觸發(fā)器的Q端，BG8接判決器D觸發(fā)器端，當(dāng)BG7截止時(shí)，BG8、BG9一定導(dǎo)通，電流從正電源12V經(jīng)R35R42、R43BG9e極R47向C23充電。當(dāng)BG8、BG9截止時(shí)，BG7一定導(dǎo)通，C23充電電流經(jīng)R40BG7C

15、極一R60負(fù)電源-l2V放電。隨BG7、BG8輪流導(dǎo)通，C23兩端形成三角形譯碼波形。經(jīng)IC4射隨器送入比較器。4壓擴(kuò)電路壓擴(kuò)電路由IC2、IC3、BG4、BG5、BG6組成，IC2、IC3組成四連碼檢測(cè)任務(wù)。BG5、R33、C21組成控制電壓時(shí)間常數(shù)、BG6相當(dāng)于一個(gè)可變電阻。BG4提供一個(gè)恒定的參考電壓給BG5射極。當(dāng)少于四個(gè)連碼時(shí)，P4 無(wú)信號(hào)輸出。P5無(wú)控制電壓，BG6RCE內(nèi)阻很大，由于S4開(kāi)關(guān)BG6C極接在BG7、BG8發(fā)射極上，BG7、BG8信號(hào)經(jīng)R38接至負(fù)電源。此時(shí)P6、P7兩點(diǎn)正極性、負(fù)極性脈沖電壓幅度較小，因此譯碼C23兩端的量階較小。當(dāng)編碼器P2已有四個(gè)連碼時(shí)，P4即有

16、一脈沖信號(hào)輸出，此脈沖輕BG5放大，經(jīng)R33向C21充電，使BG6b極電位升高，Rce內(nèi)阻減小。相當(dāng)于在R38電阻兩端并聯(lián)一個(gè)電阻，使差動(dòng)放大器發(fā)射極電阻減小，因而P6 、P7脈沖幅度加大，譯碼器C23兩端電壓增大，即量階增大。如果P2連碼輸出進(jìn)一步增多，則P4脈沖輸出寬度加寬，使C21電容上的充電壓進(jìn)一步提高，BG6、Rce減小，相當(dāng)于差動(dòng)放大器發(fā)射極電阻進(jìn)一步減小，使P6、P7脈沖幅度進(jìn)一步增大，因而C23兩端的充放電電壓進(jìn)一步提高，即量階進(jìn)一步增大，跟蹤輸入信號(hào)幅度的變化。5時(shí)鐘和同步信號(hào)源圖2.4時(shí)鐘由IC6和IC7產(chǎn)生。IC6是由與非門(mén)組成的RC多諧振蕩器，產(chǎn)生128KHz的脈沖信號(hào)

17、，IC7是一個(gè)二進(jìn)制16分頻計(jì)數(shù)器，IC6的振蕩信號(hào)送人IC72腳時(shí)鐘輸入端，14腳Q0端輸出是二分頻64KHz時(shí)鐘。13腳輸出四分頻32KHz時(shí)鐘。12腳輸出八分頻16KHz時(shí)鐘，11腳輸出十六分頻8KHz時(shí)鐘。 同步信號(hào)源由IC6、IC4和IC1組成，從IC711腳輸出的8KHz時(shí)鐘送入IC6十分頻電路，P9輸出800Hz對(duì)稱(chēng)方波，經(jīng)IC4、IC1組成的有源濾波，A點(diǎn)輸出為800Hz正弦波作為編碼器同步信號(hào)源經(jīng)S1開(kāi)關(guān)W1至P1。如果實(shí)驗(yàn)過(guò)程中P1點(diǎn)信號(hào)輻度不夠，可把S1開(kāi)關(guān)改接1、3。6譯碼器 為了節(jié)省元器件，本實(shí)驗(yàn)譯碼器和本地譯碼器共用，P3輸出譯碼信號(hào)一方面作為本地譯碼信號(hào)，同時(shí)也作

18、為收端譯碼信號(hào)。IC11組成四階有源低通濾波，其截止頻率為3.4KHz。IC9為功放，負(fù)載通過(guò)S5開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換，既可接喇叭，也可接假負(fù)載。六、實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)箱編碼譯碼實(shí)驗(yàn) 華南理工大學(xué)電子與信息工程系雙蹤示波器臺(tái)數(shù)字頻率計(jì)臺(tái)失真度儀臺(tái)毫伏表臺(tái)直流穩(wěn)壓電源雙電源1臺(tái)自帶FM收音機(jī) 臺(tái)七、實(shí)驗(yàn)步驟準(zhǔn)備工作：1、按實(shí)驗(yàn)板上所標(biāo)的電源電壓開(kāi)機(jī)，調(diào)準(zhǔn)所需電壓，然后關(guān)機(jī)；2、把實(shí)驗(yàn)板電源連接線(xiàn)接好；3、開(kāi)機(jī)注意觀察電流表正電流 I<120mA 喇叭不發(fā)聲 I<350mA 喇叭發(fā)聲負(fù)電流 I<60mA 若與上述電流差距太大，要迅速關(guān)機(jī)，檢查電源線(xiàn)有無(wú)接錯(cuò)或其它原因。 簡(jiǎn)單增量調(diào)制實(shí)驗(yàn)開(kāi)關(guān)位置：S

19、4接，為簡(jiǎn)單增量調(diào)制S6接2、選CP=32KHzS3接2，編碼器為工作狀態(tài)S5接2，譯碼負(fù)載接喇叭測(cè)量P8時(shí)鐘信號(hào)的波形和頻率：作記錄測(cè)量P1同步信號(hào)源波形和頻率。S1接2、4、，Pl接示波器、頻率計(jì)、應(yīng)能看到頻率為800Hz左右的正弦波，調(diào)節(jié)W1幅度應(yīng)平穩(wěn)變化的正弦波，S1改接1、3，應(yīng)能看到放大的正弦波。測(cè)量靜態(tài)時(shí)，編碼器輸出P2，本地譯碼波形P3和時(shí)鐘信號(hào)P8之間的相互關(guān)系。觀察P3時(shí)，Y軸衰減置最小，并且“AC”輸入。無(wú)信號(hào)時(shí)即為靜態(tài)，這時(shí)應(yīng)把Wl向左轉(zhuǎn)至最小。P3的幅度即為量階的大小。做好記錄。注意這三者之間的頻率，幅度，相位之間的相互關(guān)系。測(cè)量起始編碼波形在靜態(tài)工作時(shí)，把示波器掃描

20、頻率轉(zhuǎn)低，這時(shí)你可以觀察到本地譯碼波形是一等幅三角波，P2編碼輸出也是等幅均勻的方波。Wl電位器向右緩慢旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)到一定位置時(shí)，你會(huì)看到P3本地譯碼信號(hào)開(kāi)始起伏。在對(duì)應(yīng)本地譯碼起伏的位置上，P2編碼輸出脈沖寬度會(huì)發(fā)生變化。這時(shí)把收端譯碼電位器W2開(kāi)置最大，喇叭會(huì)發(fā)聲，這就是起始編碼狀態(tài)(在靜態(tài)時(shí)收端喇叭是不發(fā)聲的。)記下此時(shí)P2、P3波形，測(cè)量Pl的幅度Ak。注意Ak和量階P3之間的關(guān)系，觀察起始編碼發(fā)生在什么時(shí)刻。測(cè)量正常編碼時(shí)Pl、P2、P3各點(diǎn)波形。在狀態(tài)下，繼續(xù)增大輸入信號(hào)，這時(shí)你會(huì)看到本地譯碼波形逐漸跟蹤輸入信號(hào)的變化過(guò)程，信號(hào)較大時(shí)，跟蹤波形會(huì)較好。當(dāng)輸入信號(hào)增大到一定程度P2輸出會(huì)

21、發(fā)生連碼。輸入信號(hào)越大，連碼越多。選一合適工作狀態(tài)。記錄這三點(diǎn)的波形。測(cè)量臨界編碼狀態(tài)，Pl、P2、P3各點(diǎn)波形。在狀態(tài)下，繼續(xù)增大輸入信號(hào)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)本地譯碼信號(hào)上、下兩端只出現(xiàn)一個(gè)凹口的波形，此時(shí)P2輸出波形只有對(duì)應(yīng)本地譯碼凹口部分有碼位變化。其余部分為全“0”碼或全“1”碼。這就是臨界編碼狀態(tài)。記錄此時(shí)波形并測(cè)量Pl的幅度Am測(cè)量過(guò)載編碼時(shí)Pl、P2、P3各點(diǎn)波形。在狀態(tài)下，調(diào)Wl繼續(xù)增大輸入信號(hào)，這時(shí)本地譯碼會(huì)出現(xiàn)鋸齒波，P2輸出碼變?yōu)槿?”，全“0”碼。當(dāng)繼續(xù)增大輸入信號(hào)時(shí)，輸出碼型和本地譯碼均不會(huì)發(fā)生變化。輸出譯碼信號(hào)不隨輸入信號(hào)而變化，這就是過(guò)載編碼狀態(tài)。記錄此時(shí)的P2、P3波形

22、。計(jì)算簡(jiǎn)單增量調(diào)制編碼動(dòng)態(tài)范圍注意這里編碼動(dòng)態(tài)范圍的定義與PCM編碼有不同的含義。在PCM編碼中，編碼動(dòng)態(tài)范圍D是要在滿(mǎn)足一定信噪比(例如電話(huà)2OdB)情況下來(lái)計(jì)算。而增量調(diào)制的編碼動(dòng)態(tài)范圍沒(méi)有信噪比這限制。只反映了輸出碼流可變化的范圍。*測(cè)量簡(jiǎn)單增量調(diào)制的過(guò)載特性。(1)fs定值，測(cè)fcp一Am關(guān)系曲線(xiàn)。選fs為實(shí)驗(yàn)裝置同步信號(hào)源800Hz，改變時(shí)鐘為64、32、16、8KHz，即S6開(kāi)關(guān)分別接1、2、3、4。示波器Y輸入接P3，調(diào)整Wl，分別記錄不同fcp時(shí)的臨界編碼狀態(tài)Pl的幅度Am，并標(biāo)出變化曲線(xiàn)。(2)fcp為定值，測(cè)fsAm關(guān)系曲線(xiàn)。選fcp=32KHz，即S6接2。取下S1接1或

23、2的短路開(kāi)關(guān)。外接音頻信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)接入Sin。示波器Y輸入接P3，改變信號(hào)發(fā)生器的頻率。調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器幅度輸出和實(shí)驗(yàn)裝置W1，分別記錄不同輸入信號(hào)時(shí)臨界編碼Pl的幅度。并標(biāo)出變化曲線(xiàn)。72 壓擴(kuò)增量調(diào)制實(shí)驗(yàn)測(cè)量壓擴(kuò)編碼動(dòng)態(tài)范圍在簡(jiǎn)單增量調(diào)制剛好達(dá)到過(guò)載時(shí)，把S4改接1、2，這就是壓擴(kuò)編碼工作狀態(tài)。這時(shí)你可看到原來(lái)己經(jīng)過(guò)載的編碼波形立即變?yōu)檎＞幋a狀態(tài)。繼續(xù)加大輸入信號(hào)一直到本地譯碼又出現(xiàn)臨界編碼狀態(tài)。(如果Wl電位向右旋至最大仍不出現(xiàn)臨界編碼波形，可把Sl開(kāi)關(guān)改1、3)，記下此時(shí)Pl的幅度Am。然后減小輸入信號(hào)使編碼器工作于起始編碼狀態(tài)。(此時(shí)示波器接P3探頭應(yīng)置11，Y軸衰減置最小擋

24、才能觀察到此波形)。記下此時(shí)的Pl的幅度Ak，壓擴(kuò)編碼動(dòng)態(tài)范圍D。測(cè)量壓擴(kuò)控制信號(hào)調(diào)W1輸入信號(hào)由小到大變化。以P2為基準(zhǔn)比較P2、P3、P4、P5、P6、P7波形幅度。P1=5mVp-p,P2少于四連碼時(shí)，P4無(wú)連碼檢測(cè)脈沖信號(hào)輸出，。P5無(wú)控制電壓，P6、P7脈沖幅度不變。Pl=2Omvp-p P2等于四連碼時(shí)，P4有脈沖信號(hào)輸出，P5有控制電壓，P6、P7脈沖幅度增大。P11vp-p,P2多于四連碼時(shí)，P4脈沖寬度加大，P6、P7幅度進(jìn)一步增大。P2連碼越多，P6、P7幅度越大。測(cè)量壓擴(kuò)臨界編碼時(shí)最大量階qmax和起始編碼最小量階qmin，脈沖壓縮比K。 qmin靜態(tài)時(shí)P3幅度。qmax

25、臨界編碼P3幅度除于P8包含的時(shí)鐘數(shù)。*測(cè)量壓擴(kuò)增量調(diào)制過(guò)載特性。(1)測(cè)量取樣頻率為定值時(shí)過(guò)載特性。取下Sl開(kāi)關(guān)的兩個(gè)短路開(kāi)關(guān)，從外面信號(hào)發(fā)生器送信號(hào)至Sin輸入。時(shí)鐘頻率S6開(kāi)關(guān)選2，即CP為32KHz，改變低頻信號(hào)發(fā)生器的頻率fs，測(cè)量各頻率點(diǎn)上臨界過(guò)載時(shí)信號(hào)的幅度Am，標(biāo)出fsAm關(guān)系曲線(xiàn)即為所求。(2)測(cè)量輸入信號(hào)為定值800Hz時(shí)過(guò)載特性。取下Sl開(kāi)關(guān)的兩個(gè)短路開(kāi)關(guān)，從外面信號(hào)發(fā)生器送800Hz音頻信號(hào)，改變S6開(kāi)關(guān)位置CP從64KHz、32KHz、 l6KHz、 8KHz變化，測(cè)量不同CP時(shí)臨界過(guò)載編碼PI的幅度Amax標(biāo)出fcpAmax關(guān)系曲線(xiàn)即為所求。測(cè)量壓擴(kuò)增量調(diào)制最大輸出

26、信噪比（必做）。增量調(diào)制的最大量化信噪比發(fā)生在接近臨界編碼狀態(tài)。S1開(kāi)關(guān)接2、4或1、3 選800Hz同步信號(hào)源S6開(kāi)關(guān)接2 選CP=32KHzS3開(kāi)關(guān)接2 編碼器工作狀態(tài)。S4接1、2 壓擴(kuò)工作狀態(tài)。S5接1 譯碼輸出假負(fù)載。BSIA失真儀使用方法(1)調(diào)Wl，使編碼器處于接近臨界編碼狀態(tài)。不要太接近臨界狀態(tài)，Pl約為3Vp-p，在信噪比末測(cè)完以前，W1不能再變動(dòng)。(2)示被器Y輸入接譯碼信號(hào)輸出P10，調(diào)W2可看到被譯碼還原的信號(hào)，把失真儀不平衡輸入線(xiàn)接P10。 。(3)將失真儀“分壓器”開(kāi)關(guān)在OdB位置，工作開(kāi)關(guān)在“電壓”位置。(4)調(diào)整不平衡輸入端控制衰減器開(kāi)關(guān)(一般為OdB)以及實(shí)驗(yàn)

27、裝置W2，使被測(cè)信號(hào)電壓為OdBm。在信噪比末測(cè)完時(shí)。W2不能再動(dòng)。(5)將失真儀工作開(kāi)關(guān)放在“校準(zhǔn)”位置，調(diào)整校準(zhǔn)電位器，使電壓表指示在OdBm位置。然后工作開(kāi)關(guān)放在“失真度”位置。(6)改變失真儀頻率開(kāi)關(guān)置相應(yīng)于被測(cè)信號(hào)頻率的波段，然后反復(fù)調(diào)節(jié)“頻率”及“相位”旋鈕，使電壓表指示最小。在調(diào)測(cè)過(guò)程中，如電表指示位于表中心的左邊會(huì)使變化不靈敏，當(dāng)指示X大于-lOdB時(shí)，可相應(yīng)改變分壓器開(kāi)關(guān)位置，使表頭指針盡量靠近表中心的右邊，此時(shí)依照分壓器位置YdB和電壓表指示XdB，可直接讀出信噪比為(X+Y)dB，儀器X表示dB為負(fù)值，它測(cè)量的是噪信比。而我們要求的是信噪比，是它的倒數(shù)，所以我們應(yīng)取XdB

28、為正值。表頭XdB讀數(shù)指針位OdBm左方取正值，位于OdBm右方取負(fù)值。(7)測(cè)試完畢后將“分壓器”開(kāi)關(guān)放回OdBm，將工作開(kāi)關(guān)置"校準(zhǔn)"位置或“電壓”位置，表頭指示仍應(yīng)為OdBm，若指示改變，則測(cè)量方法不對(duì)或有誤差，應(yīng)重新進(jìn)行上述方法測(cè)量。編碼器的量化信噪比與很多因素有關(guān)，每改變一個(gè)參數(shù)，都必須按(3)一(7)步驟嚴(yán)格進(jìn)行，缺一不可。DF4121A自動(dòng)失真儀使用方法(1)調(diào)Wl，使編碼器處于接近臨界編碼狀態(tài)。Pl約為3Vp-p，在信噪比未測(cè)完以前，W1不能再變動(dòng)。(2)示被器Y輸入接譯碼信號(hào)輸出P10，調(diào)W2可看到被譯碼還原的信號(hào)，把失真儀不平衡輸入線(xiàn)接P10。 (3)輸

29、入衰減按鈕彈出，指示燈熄滅。(4)輸入量程置0db，指示燈熄滅。(5)失真度分壓器按鈕全部彈出。(6)按下輸入電平按鈕，調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置W2，使被測(cè)信號(hào)為0dbm，在信噪比未測(cè)完之前，W2不能再動(dòng)。(7)按下相對(duì)電平按鈕，調(diào)節(jié)電位器，使電壓表指示仍為0dbm。(8)改變失真儀頻率開(kāi)關(guān)相應(yīng)于被測(cè)信號(hào)頻率的波段，本實(shí)驗(yàn)中即倍乘102，頻率為8，指示燈熄滅。(9)按下失真儀按鈕，改變分壓器-10-70db按鈕，使電表指示盡量在0db附近，即-10+2db之間(10)根據(jù)失真度分壓器開(kāi)關(guān)位置Ydb和電壓表指示Xdb，直接讀出信噪比為(X+Y)db，儀器X表示dB為負(fù)值，它測(cè)量的是噪信比。而我們要求的是信噪

30、比，是它的倒數(shù)，所以我們應(yīng)取XdB為正值。表頭XdB讀數(shù)指針位OdBm左方取正值，位于OdBm右方取負(fù)值。*(11)量化信噪比與輸入信號(hào)電平有關(guān)，改變輸入電平后，必須按(1)-(10)步驟進(jìn)行測(cè)量，可畫(huà)出信噪比與輸入電平關(guān)系曲線(xiàn)。系統(tǒng)質(zhì)量主觀試聽(tīng)評(píng)價(jià)。S1兩短路開(kāi)關(guān)取下放在邊框GND位置上，從FM收音機(jī)輸出信號(hào)接入Sin。S6開(kāi)關(guān)接2，選CP=32KHzS3開(kāi)關(guān)接2，編碼器工作狀態(tài)S4開(kāi)關(guān)接1、2，壓擴(kuò)工作狀態(tài)S5開(kāi)關(guān)接2，譯碼輸出接喇叭。調(diào)整W1送入一合適的幅度話(huà)音信號(hào)，觀察本地譯碼P3波形，便編碼器工作于接近臨界編碼工作狀態(tài)。調(diào)整W2，使送入功放信號(hào)為一合適狀態(tài)，示波器接在P10應(yīng)看到上下

31、不限幅的波形。此時(shí)你會(huì)聽(tīng)到比較清晰、失真較小的話(huà)音或音樂(lè)信號(hào)。在其它狀態(tài)不變情況下，把S4開(kāi)關(guān)改接3、4，即使編碼器工作于簡(jiǎn)單增量調(diào)制，喇叭發(fā)聲會(huì)變得較沙啞、沉悶，聲音會(huì)聽(tīng)得不太清楚。把S4開(kāi)關(guān)反復(fù)接1、2和3、4試聽(tīng)。你可以再改變S6開(kāi)關(guān)，使CP頻率改變?cè)龠M(jìn)行試聽(tīng)。實(shí)驗(yàn)完后把兩短路開(kāi)關(guān)放回原處。八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求認(rèn)真學(xué)習(xí)本實(shí)驗(yàn)原理，弄清楚簡(jiǎn)單增量調(diào)制(M)和壓擴(kuò)增量調(diào)制CVSD的基本工作原理，實(shí)現(xiàn)方案及實(shí)驗(yàn)面板上各控制開(kāi)關(guān)的作用。1畫(huà)出M靜態(tài)，起始編碼，正常編碼，臨界編碼，過(guò)載編碼各種工作狀態(tài)的波形。2測(cè)量M ,CVSD編碼動(dòng)態(tài)范圍3測(cè)量CVSD的最大量化信噪比4測(cè)量M，CVSD的過(guò)載特性實(shí)驗(yàn)報(bào)告有完整的原始記錄，必要的曲線(xiàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果把M 和CVSD的性能提出分折和說(shuō)明。九、思考題1當(dāng)M 的編碼器在輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出的1、0交替碼是如何產(chǎn)生的?2當(dāng)M 輸入信號(hào)幅度小于量階幅度一半時(shí)M 輸出什么碼?起始編碼發(fā)生在什么時(shí)刻？3當(dāng)輸入信號(hào)頻率增加時(shí)，fcp為定值時(shí)，臨界編碼的幅度是增大還是減小?為什么?4 M的輸出信噪比與取樣頻率，信號(hào)頻率濾波器通頻帶之間有什么