1、.目 錄目 錄I第一章 信號(hào)源實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)一 CPLD可編程數(shù)字信號(hào)發(fā)生器實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)二 模擬信號(hào)源實(shí)驗(yàn)6第二章 語(yǔ)音編碼技術(shù)12實(shí)驗(yàn)三 抽樣定理和PAM調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)12實(shí)驗(yàn)四 脈沖編碼調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)20第三章 數(shù)字調(diào)制技術(shù)34實(shí)驗(yàn)五 振幅鍵控（ASK）調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)34實(shí)驗(yàn)六 移頻鍵控FSK調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)40實(shí)驗(yàn)七 移相鍵控（PSK/DPSK）調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)46第四章 數(shù)字基帶傳輸技術(shù)54實(shí)驗(yàn)八 碼型變換實(shí)驗(yàn)54第五章 同步技術(shù)61實(shí)驗(yàn)九 載波同步提取實(shí)驗(yàn)61實(shí)驗(yàn)十 位同步提取實(shí)驗(yàn)67實(shí)驗(yàn)十一 幀同步提取實(shí)驗(yàn)76第六章 時(shí)分復(fù)用技術(shù)85實(shí)驗(yàn)十二 兩路PCM時(shí)分復(fù)用實(shí)驗(yàn)85實(shí)驗(yàn)十三 兩路PCM解復(fù)用

2、實(shí)驗(yàn)91第七章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)94實(shí)驗(yàn)十四 載波傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)94實(shí)驗(yàn)十五 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)96*;第一章 信號(hào)源實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 CPLD可編程數(shù)字信號(hào)發(fā)生器實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 熟悉各種時(shí)鐘信號(hào)的特點(diǎn)及波形。2、 熟悉各種數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)及波形。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 熟悉CPLD可編程信號(hào)發(fā)生器各測(cè)量點(diǎn)波形。2、 測(cè)量并分析各測(cè)量點(diǎn)波形及數(shù)據(jù)。3、 學(xué)習(xí)CPLD可編程器件的編程操作。三、 實(shí)驗(yàn)器材1、 信號(hào)源模塊 一塊2、 連接線 若干3、 20M雙蹤示波器 一臺(tái)四、 實(shí)驗(yàn)原理CPLD可編程模塊用來(lái)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所需要的各種時(shí)鐘信號(hào)和各種數(shù)字信號(hào)。它由CPLD可編程器件ALTERA公司的EPM240T1

3、00C5、下載接口電路和一塊晶振組成。晶振JZ1用來(lái)產(chǎn)生系統(tǒng)內(nèi)的32.768MHz主時(shí)鐘。1、 CPLD數(shù)字信號(hào)發(fā)生器包含以下五部分：1) 時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路將晶振產(chǎn)生的32.768MHZ時(shí)鐘送入CPLD內(nèi)計(jì)數(shù)器進(jìn)行分頻，生成實(shí)驗(yàn)所需的時(shí)鐘信號(hào)。通過(guò)撥碼開關(guān)S4和S5來(lái)改變時(shí)鐘頻率。有兩組時(shí)鐘輸出，輸出點(diǎn)為“CLK1”和“CLK2”，S4控制“CLK1”輸出時(shí)鐘的頻率，S5控制“CLK2”輸出時(shí)鐘的頻率。2) 偽隨機(jī)序列產(chǎn)生電路通常產(chǎn)生偽隨機(jī)序列的電路為一反饋移存器。它又可分為線性反饋移存器和非線性反饋移存器兩類。由線性反饋移存器產(chǎn)生出的周期最長(zhǎng)的二進(jìn)制數(shù)字序列稱為最大長(zhǎng)度線性反饋移存器序列，通

4、常簡(jiǎn)稱為m序列。以15位m序列為例，說(shuō)明m序列產(chǎn)生原理。在圖1-1中示出一個(gè)4級(jí)反饋移存器。若其初始狀態(tài)為（）（1,1,1,1），則在移位一次時(shí)和模2相加產(chǎn)生新的輸入，新的狀態(tài)變?yōu)椋ǎ?,1,1,1），這樣移位15次后又回到初始狀態(tài)（1,1,1,1）。不難看出，若初始狀態(tài)為全“0”,即“0,0,0,0”，則移位后得到的仍然為全“0”狀態(tài)。這就意味著在這種反饋寄存器中應(yīng)避免出現(xiàn)全“0”狀態(tài)，不然移位寄存器的狀態(tài)將不會(huì)改變。因?yàn)?級(jí)移存器共有24=16種可能的不同狀態(tài)。除全“0”狀態(tài)外，剩下15種狀態(tài)可用，即由任何4級(jí)反饋移存器產(chǎn)生的序列的周期最長(zhǎng)為15。圖1-1 15位m序列產(chǎn)生信號(hào)源產(chǎn)生一個(gè)

5、15位的m序列，由“PN”端口輸出，可根據(jù)需要生成不同頻率的偽隨機(jī)碼，碼型為111100010011010，頻率由S4控制，對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1-2所示。3) 幀同步信號(hào)產(chǎn)生電路信號(hào)源產(chǎn)生8K幀同步信號(hào)，用作脈沖編碼調(diào)制的幀同步輸入，由“FS”輸出。4) NRZ碼復(fù)用電路以及碼選信號(hào)產(chǎn)生電路碼選信號(hào)產(chǎn)生電路：主要用于8選1電路的碼選信號(hào)；NRZ碼復(fù)用電路：將三路八位串行信號(hào)送入CPLD，進(jìn)行固定速率時(shí)分復(fù)用，復(fù)用輸出一路24位NRZ碼，輸出端口為“NRZ”，碼速率由撥碼開關(guān)S5控制，對(duì)應(yīng)關(guān)系見表1-2。5) 終端接收解復(fù)用電路將NRZ碼（從“NRZIN”輸入）、位同步時(shí)鐘（從“BS”輸入）和幀同步信

6、號(hào)（從“FSIN”輸入）送入CPLD，進(jìn)行解復(fù)用，將串行碼轉(zhuǎn)換為并行碼，輸出到終端光條（U6和U4）顯示。2、 24位NRZ碼產(chǎn)生電路本單元產(chǎn)生NRZ信號(hào)，信號(hào)速率根據(jù)輸入時(shí)鐘不同自行選擇，幀結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。幀長(zhǎng)為24位，其中首位無(wú)定義（本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)將首位固定為0），第2位到第8位是幀同步碼（7位巴克碼1110010），另外16位為2路數(shù)據(jù)信號(hào)，每路8位。此NRZ信號(hào)為集中插入幀同步碼時(shí)分復(fù)用信號(hào)。光條（U1、U2和U3）對(duì)應(yīng)位亮狀態(tài)表示信號(hào)1，滅狀態(tài)表示信號(hào)0。圖1-2 幀結(jié)構(gòu)1) 并行碼產(chǎn)生器由手動(dòng)撥碼開關(guān)S1、S2、S3控制產(chǎn)生幀同步碼和16路數(shù)據(jù)位，每組發(fā)光二極管的前八位對(duì)應(yīng)8個(gè)數(shù)據(jù)

7、位。撥碼開關(guān)撥上為1，撥下為0。2）八選一電路采用8路數(shù)據(jù)選擇器74LS151，其管腳定義如圖1-3所示。真值表如表1-1所示。表1-1 74LS151真值表CBASTRYLLLLD0LLHLD1LHLLD2LHHLD3HLLLD4HLHLD5HHLLD6HHHLD7HL圖1-3 74LS151管腳定義74LS151為互補(bǔ)輸出的8選1數(shù)據(jù)選擇器，數(shù)據(jù)選擇端（地址端）為C、B、A，按二進(jìn)制譯碼，從8個(gè)輸入數(shù)據(jù)D0D7中選擇一個(gè)需要的數(shù)據(jù)。STR為選通端，低電平有效。本信號(hào)源采用三組8選1電路，U12，U13，U15的地址信號(hào)輸入端A、B、C分別接CPLD輸出的74151_A、74151_B、74

8、151_C信號(hào)，它們的8個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端D0D7分別與S1,S2,S3輸出的8個(gè)并行信號(hào)相連。由表1-1可以分析出U12，U13，U15輸出信號(hào)都是以8位為周期的串行信號(hào)。五、 測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明CLK1：第一組時(shí)鐘信號(hào)輸出端口，通過(guò)撥碼開關(guān)S4選擇頻率。CLK2：第二組時(shí)鐘信號(hào)輸出端口，通過(guò)撥碼開關(guān)S5選擇頻率。FS：脈沖編碼調(diào)制的幀同步信號(hào)輸出端口。（窄脈沖，頻率為8K）NRZ：24位NRZ信號(hào)輸出端口，碼型由撥碼開關(guān)S1，S2，S3控制，碼速率和第二組時(shí)鐘速率相同，由S5控制。PN：偽隨機(jī)序列輸出，碼型為111100010011010，碼速率和第一組時(shí)鐘速率相同，由S4控制。NRZIN：解碼后N

9、RZ碼輸入。BS：NRZ碼解復(fù)用時(shí)的位同步信號(hào)輸入。FSIN：NRZ碼解復(fù)用時(shí)的幀同步信號(hào)輸入。六、 實(shí)驗(yàn)步驟1、 打開信號(hào)源模塊的電源開關(guān)POWER1，使信號(hào)源模塊工作。2、 觀測(cè)時(shí)鐘信號(hào)輸出波形。信號(hào)源輸出兩組時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)應(yīng)輸出點(diǎn)為“CLK1”和“CLK2”，撥碼開關(guān)S4的作用是改變第一組時(shí)鐘“CLK1”的輸出頻率，撥碼開關(guān)S5的作用是改變第二組時(shí)鐘“CLK2”的輸出頻率。撥碼開關(guān)撥上為1，撥下為0，撥碼開關(guān)和時(shí)鐘的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示表1-2撥碼開關(guān)時(shí)鐘撥碼開關(guān)時(shí)鐘000032.768M1000128K000116.384M100164K00108.192M101032K00114.096

10、M101116K01002.048M11008K01011.024M11014K0110512K11102K0111256K11111K1) 根據(jù)表1-2改變S4，用示波器觀測(cè)第一組時(shí)鐘信號(hào)“CLK1”的輸出波形；2) 根據(jù)表1-2改變S5，用示波器觀測(cè)第二組時(shí)鐘信號(hào)“CLK2”的輸出波形。3、 用示波器觀測(cè)幀同步信號(hào)輸出波形信號(hào)源提供脈沖編碼調(diào)制的幀同步信號(hào)，在點(diǎn)“FS”輸出，一般時(shí)鐘設(shè)置為2.048M、256K，在后面的實(shí)驗(yàn)中有用到。將撥碼開關(guān)S4分別設(shè)置為“0100”、“0111”或別的數(shù)字，用示波器觀測(cè)“FS”的輸出波形。4、 用示波器觀測(cè)偽隨機(jī)信號(hào)輸出波形偽隨機(jī)信號(hào)碼型為111100

11、010011010，碼速率和第一組時(shí)鐘速率相同，由S4控制。根據(jù)表1-2改變S4，用示波器觀測(cè)“PN”的輸出波形。5、 觀測(cè)NRZ碼輸出波形信號(hào)源提供24位NRZ碼，碼型由撥碼開關(guān)S1，S2，S3控制，碼速率和第二組時(shí)鐘速率相同，由S5控制。1) 將撥碼開關(guān)S1，S2，S3設(shè)置為“01110010 11001100 10101010”，S5設(shè)為“1010”，用示波器觀測(cè)“NRZ”輸出波形。2) 保持碼型不變，改變碼速率（改變S5設(shè)置值），用示波器觀測(cè)“NRZ”輸出波形。3) 保持碼速率不變，改變碼型（改變S1、S2、S3設(shè)置值），用示波器觀測(cè)“NRZ”輸出波形。七、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 分析各種

12、時(shí)鐘信號(hào)及數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生的方法，敘述其功用。2、 畫出各種時(shí)鐘信號(hào)及數(shù)字信號(hào)的波形。3、 記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問題并進(jìn)行分析，提出改進(jìn)建議。實(shí)驗(yàn)二 模擬信號(hào)源實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉各種模擬信號(hào)的產(chǎn)生方法及其用途。2、觀察分析各種模擬信號(hào)波形的特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、測(cè)量并分析各測(cè)量點(diǎn)波形及數(shù)據(jù)。2、熟悉幾種模擬信號(hào)的產(chǎn)生方法，了解信號(hào)的來(lái)源、變換過(guò)程和使用方法。三、實(shí)驗(yàn)器材1、信號(hào)源模塊 一塊2、連接線 若干3、20M雙蹤示波器 一臺(tái)四、實(shí)驗(yàn)原理 模擬信號(hào)源電路用來(lái)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)所需的各種低頻信號(hào)：同步正弦波信號(hào)、非同步信號(hào)和音樂信號(hào)。（一）同步信號(hào)源（同步正弦波發(fā)生器）1、 功用同步信號(hào)源用來(lái)產(chǎn)生與

13、編碼數(shù)字信號(hào)同步的2KHz正弦波信號(hào)，可用在PAM抽樣定理、增量調(diào)制、PCM編碼實(shí)驗(yàn)，作為模擬輸入信號(hào)。在沒有數(shù)字存貯示波器的條件下，用它作為編碼實(shí)驗(yàn)的輸入信號(hào)，可在普通示波器上觀察到穩(wěn)定的編碼數(shù)字信號(hào)波形。2、 電路原理圖2-1為同步正弦信號(hào)發(fā)生器的電路圖。它由2KHz方波信號(hào)產(chǎn)生器（圖中省略了）、同相放大器和低通濾波器三部分組成。圖2-1 同步正弦波產(chǎn)生電路2KHz的方波信號(hào)由CPLD可編程器件U8內(nèi)的邏輯電路通過(guò)編程產(chǎn)生。“2K同步正弦波”為其測(cè)量點(diǎn)。U19A及周邊的電阻組成一個(gè)的同相放大電路，起到隔離和放大作用，。U19C及周邊的阻容網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)截止頻率為2K的二階低通濾波器，濾除方波

14、信號(hào)里的高次諧波和雜波，得到正弦波信號(hào)。調(diào)節(jié)W1改變同相放大器的放大增益，從而改變輸出正弦波的幅度（05V）。（二）非同步信號(hào)源非同步信號(hào)源利用混合信號(hào)SoC型8位單片機(jī)C8051F330，采用DDS(直接數(shù)字頻率合成)技術(shù)產(chǎn)生。通過(guò)波形選擇器S6選擇輸出波形，對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管亮。它可產(chǎn)生頻率為180Hz18KHz的正弦波、180Hz10KHz的三角波和250Hz250KHz的方波信號(hào)。按鍵S7、S8分別可對(duì)各波形頻率進(jìn)行增減調(diào)整。非同步信號(hào)輸出幅度為04V，通過(guò)調(diào)節(jié)W4改變輸出信號(hào)幅度?？衫盟ㄐ缘赜^察通信話路的頻率特性，同時(shí)用作增量調(diào)制、脈沖編碼調(diào)制實(shí)驗(yàn)的模擬輸入信號(hào)。圖2-2 非同步信號(hào)

15、發(fā)生器電路圖（三）音樂信號(hào)產(chǎn)生電路1、功用音樂信號(hào)產(chǎn)生電路用來(lái)產(chǎn)生音樂信號(hào)，作模擬輸入信號(hào)檢查話音信道的開通情況及通話質(zhì)量。2、工作原理圖2-3 音樂信號(hào)產(chǎn)生電路音樂信號(hào)產(chǎn)生電路見圖2-3。音樂信號(hào)由U21音樂片厚膜集成電路產(chǎn)生。該片的1腳為電源端，2腳為控制端，3腳為輸出端，4腳為公共地端。VCC經(jīng)R34、D4向U21的1腳提供3.3V電源電壓，當(dāng)2腳通過(guò)K1輸入控制電壓+3.3V時(shí)，音樂片即有音樂信號(hào)從第3腳輸出，經(jīng)低通濾波器輸出，輸出端口為“音樂輸出”（四）載波產(chǎn)生電路1、功用載波產(chǎn)生電路用來(lái)產(chǎn)生數(shù)字調(diào)制所需的正弦波信號(hào)，頻率有64KHz和128KHz兩種。2、工作原理64K載波產(chǎn)生電路

16、如圖2-4所示，128K載波產(chǎn)生電路如圖2-5所示64KHz(128KHz)的方波信號(hào)由CPLD可編程器件U8內(nèi)的邏輯電路通過(guò)編程產(chǎn)生?！?4K同步正弦波”（“64K”同步正弦波）為其測(cè)量點(diǎn)。U17A(U18A)及周邊的電阻組成一個(gè)的同相放大電路，起到隔離和放大作用。U17D(U18D)及周邊的阻容網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)截止頻率為64K（128KHz）的二階低通濾波器，濾除方波信號(hào)里的高次諧波和雜波，得到正弦波信號(hào)。調(diào)節(jié)W2(W3)改變同相放大器的放大增益，從而改變輸出正弦波的幅度（05V）。圖2-4 64K載波產(chǎn)生電路圖2-5 128K載波產(chǎn)生電路五、測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明2K同步正弦波：2K的正弦波信號(hào)輸出端口

17、，幅度（05V）由W1調(diào)節(jié)。64K同步正弦波：64K的正弦波信號(hào)輸出端口，幅度（05V）由W2調(diào)節(jié)。128K同步正弦波：128K的正弦波信號(hào)輸出端口，幅度（05V）由W3調(diào)節(jié)。非同步信號(hào)源：普通正弦波、三角波和方波信號(hào)輸出端口，波形由S6選擇，頻率由S7、S8調(diào)節(jié)，幅度(04V)由W4調(diào)節(jié)。音樂輸出：音樂片輸出端口。音頻信號(hào)輸入：音頻功放輸入端口（功放輸出信號(hào)幅度由W6調(diào)節(jié)）。K1：音樂片信號(hào)選擇開關(guān)。K2：揚(yáng)聲器輸出選擇開關(guān)。W6：調(diào)節(jié)揚(yáng)聲器音量。六、實(shí)驗(yàn)步驟1、 用示波器測(cè)量“2K同步正弦波”、“64K同步正弦波”、“128K同步正弦波”各點(diǎn)輸出的正弦波波形，對(duì)應(yīng)的電位器W1，W2，W3可

18、分別改變各正弦波的幅度。2、 用示波器測(cè)量“非同步信號(hào)源”輸出波形。1) 按鍵S6選擇為“正弦波”，改變W4，調(diào)節(jié)信號(hào)幅度（調(diào)節(jié)范圍為04V），用示波器觀察輸出波形。2) 保持信號(hào)幅度為3V，改變S7、S8，調(diào)節(jié)信號(hào)頻率（調(diào)節(jié)范圍為180Hz18KHz），用示波器觀察輸出波形。3) 將波形分別選擇為三角波、方波，重復(fù)上面兩個(gè)步驟。3、 將控制開關(guān)K1設(shè)為“ON”，令音樂片加上控制信號(hào)，產(chǎn)生音樂信號(hào)輸出，用示波器在“音樂輸出”端口觀察音樂信號(hào)輸出波形。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、畫出各測(cè)量點(diǎn)波形，并進(jìn)行分析。2、畫出各模擬信號(hào)源的電路組成方框圖，敘述其工作原理。3、記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問題并進(jìn)行分析，提

19、出改進(jìn)建議。第二章 語(yǔ)音編碼技術(shù)實(shí)驗(yàn)三 抽樣定理和PAM調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 通過(guò)脈沖幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能加深理解脈沖幅度調(diào)制的原理。2、 通過(guò)對(duì)電路組成、波形和所測(cè)數(shù)據(jù)的分析，加深理解這種調(diào)制方式的優(yōu)缺點(diǎn)。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 觀察模擬輸入正弦波信號(hào)、抽樣時(shí)鐘的波形和脈沖幅度調(diào)制信號(hào)，并注意觀察它們之間的相互關(guān)系及特點(diǎn)。2、 改變模擬輸入信號(hào)或抽樣時(shí)鐘的頻率，多次觀察波形。 三、 實(shí)驗(yàn)器材1、 信號(hào)源模塊 一塊2、 號(hào)模塊 一塊3、 20M雙蹤示波器 一臺(tái)4、 連接線 若干四、 實(shí)驗(yàn)原理（一）基本原理1、抽樣定理抽樣定理表明：一個(gè)頻帶限制在（0，）內(nèi)的時(shí)間連續(xù)信號(hào)，如果以T秒的間隔

20、對(duì)它進(jìn)行等間隔抽樣，則將被所得到的抽樣值完全確定。假定將信號(hào)和周期為T的沖激函數(shù)相乘，如圖3-1所示。乘積便是均勻間隔為T秒的沖激序列，這些沖激序列的強(qiáng)度等于相應(yīng)瞬時(shí)上的值，它表示對(duì)函數(shù)的抽樣。若用表示此抽樣函數(shù)，則有：圖3-1 抽樣與恢復(fù)假設(shè)、和的頻譜分別為、和。按照頻率卷積定理，的傅立葉變換是和的卷積：因?yàn)?所以 由卷積關(guān)系，上式可寫成 該式表明，已抽樣信號(hào)的頻譜是無(wú)窮多個(gè)間隔為s的相迭加而成。這就意味著中包含的全部信息。需要注意，若抽樣間隔T變得大于，則和的卷積在相鄰的周期內(nèi)存在重疊（亦稱混疊），因此不能由恢復(fù)?？梢姡浅闃拥淖畲箝g隔，它被稱為奈奎斯特間隔。上面討論了低通型連續(xù)信號(hào)的抽樣

21、。如果連續(xù)信號(hào)的頻帶不是限于0與之間，而是限制在（信號(hào)的最低頻率）與（信號(hào)的最高頻率）之間（帶通型連續(xù)信號(hào)），那么，其抽樣頻率并不要求達(dá)到，而是達(dá)到2B即可，即要求抽樣頻率為帶通信號(hào)帶寬的兩倍。00圖3-2畫出抽樣頻率2B（無(wú)混疊）和2B（有混疊）時(shí)兩種情況下沖激抽樣信號(hào)的頻譜。(a) 連續(xù)信號(hào)的頻譜100 （b） 高抽樣頻率時(shí)的抽樣信號(hào)及頻譜（無(wú)混疊）0 10（c） 低抽樣頻率時(shí)的抽樣信號(hào)及頻譜（混疊）圖3-2 采用不同抽樣頻率時(shí)抽樣信號(hào)的頻譜2、脈沖振幅調(diào)制（PAM）所謂脈沖振幅調(diào)制，即是脈沖載波的幅度隨輸入信號(hào)變化的一種調(diào)制方式。如果脈沖載波是由沖激脈沖組成的，則前面所說(shuō)的抽樣定理，就是

22、脈沖增幅調(diào)制的原理。但是實(shí)際上真正的沖激脈沖串并不能付之實(shí)現(xiàn)，而通常只能采用窄脈沖串來(lái)實(shí)現(xiàn)。因而，研究窄脈沖作為脈沖載波的PAM方式，將具有實(shí)際意義。圖3-3 自然抽樣及平頂抽樣波形PAM方式有兩種：自然抽樣和平頂抽樣。自然抽樣又稱為“曲頂”抽樣，已抽樣信號(hào)ms(t)的脈沖“頂部”是隨m(t)變化的，即在頂部保持了m(t)變化的規(guī)律（如圖3-3所示）。平頂抽樣所得的已抽樣信號(hào)如圖3-3所示，這里每一抽樣脈沖的幅度正比于瞬時(shí)抽樣值，但其形狀都相同。在實(shí)際中，平頂抽樣的PAM信號(hào)常常采用保持電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，得到的脈沖為矩形脈沖。（二) 電路組成 脈沖幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖3-4所示，主要由抽樣保持芯片L

23、F398和解調(diào)濾波電路兩部分組成，電路原理圖如圖3-5所示。圖3-4 脈沖振幅調(diào)制電路原理框圖圖3-5 脈沖幅度調(diào)制電路原理圖（三）實(shí)驗(yàn)電路工作原理1、 PAM調(diào)制電路如圖3-5所示，LF398是一個(gè)專用的采樣保持芯片，它具有很高的直流精度和較高的采樣速率，器件的動(dòng)態(tài)性能和保持性能可以通過(guò)合適的外接保持電容達(dá)到最佳。LF398的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-6所示； 圖3-6 LF398的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)N1是輸入緩沖放大器，N2是高輸入阻抗射極輸出器。S為邏輯控制采樣/保持開關(guān)，當(dāng)S接通時(shí)，開始采樣；當(dāng)S斷開時(shí)，開始保持。LF398的引腳功能為：3、12腳：正負(fù)電源輸入端。1腳：Vi，模擬電壓輸入端。11腳：

24、MCTR，邏輯控制輸入端，高電平為采樣，低電平為保持。10腳：MREF，邏輯控制電平參考端，一般接地。8腳：HOC，采樣/保持電容接入端。7腳：OUT，采樣/保持輸出端。如圖3-5所示，被抽樣信號(hào)從PAM-SIN輸入，進(jìn)入LF398的1腳Vi端，經(jīng)內(nèi)部輸入緩沖放大器N1放大后送到模擬開關(guān)S，此時(shí)，將抽樣脈沖作為S的控制信號(hào)，當(dāng)LF398的11腳MCTR端為高電平時(shí)開關(guān)接通，為低電平時(shí)開關(guān)斷開。然后經(jīng)過(guò)射極輸出器N2輸出比較理想的脈沖幅度調(diào)制信號(hào)。K1為“平頂抽樣”、“自然抽樣”選擇開關(guān)。2、PAM解調(diào)與濾波電路解調(diào)濾波電路由集成運(yùn)放電路TL084組成。組成了一個(gè)二階有源低通濾波器，其截止頻率設(shè)

25、計(jì)在3.4KHz左右，因?yàn)樵摓V波器有著解調(diào)的作用，因此它的質(zhì)量好壞直接影響著系統(tǒng)的工作狀態(tài)。該電路還在后續(xù)實(shí)驗(yàn)接收部分有用到。電路如圖3-7所示圖3-7 PAM解調(diào)濾波電路五、 測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明1、輸入點(diǎn)參考說(shuō)明PAM-SIN：音頻信號(hào)輸入端口PAMCLK：抽樣時(shí)鐘信號(hào)輸入端口IN：PAM解調(diào)濾波電路輸入端口2、輸出點(diǎn)說(shuō)明自然抽樣輸出：自然抽樣信號(hào)輸出端口平頂抽樣輸出：平頂抽樣信號(hào)輸出端口OUT：PAM解調(diào)濾波輸出端口六、 實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)1、 將信號(hào)源模塊、模塊1固定在主機(jī)箱上，將黑色塑封螺釘擰緊，確保電源接觸良好。2、 插上電源線，打開主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)，將信號(hào)源模塊和模塊1的電源開關(guān)撥下，

26、觀察指示燈是否點(diǎn)亮，紅燈為+5V電源指示燈，綠燈為-12V電源指示燈，黃色為+12V電源指示燈。（注意，此處只是驗(yàn)證通電是否成功，在實(shí)驗(yàn)中均是先連線，再打開電源做實(shí)驗(yàn)，不要帶電連線）。3、 觀測(cè)PAM自然抽樣波形1) 用示波器觀測(cè)信號(hào)源“2K同步正弦波”輸出，調(diào)節(jié)W1改變輸出信號(hào)幅度，使輸出信號(hào)峰-峰值在4V左右。2) 將信號(hào)源上S4設(shè)為“1010”，使“CLK1”輸出32K時(shí)鐘。3) 將模塊1上K1選到“自然”。4) 關(guān)閉電源，按如下方式連線源端口目標(biāo)端口連線說(shuō)明信號(hào)源：“2K同步正弦波”模塊1:“PAM-SIN”提供被抽樣信號(hào)信號(hào)源：“CLK1”模塊1:“PAMCLK”提供抽樣時(shí)鐘* 檢查

27、連線是否正確，檢查無(wú)誤后打開電源5) 用示波器在“自然抽樣輸出”處觀察PAM自然抽樣波形。4、 觀測(cè)PAM平頂抽樣波形a) 用示波器觀測(cè)信號(hào)源“2K同步正弦波”輸出，調(diào)節(jié)W1改變輸出信號(hào)幅度，使輸出信號(hào)峰-峰值在4V左右。b) 將信號(hào)源上S1、S2、S3依次設(shè)為“10000000”、“10000000”、“10000000”，將S5撥為“1000”，使“NRZ”輸出速率為128K，抽樣頻率為：NRZ頻率/8（實(shí)驗(yàn)中的電路，NRZ為“1”時(shí)抽樣，為“0”時(shí)保持。在平頂抽樣中，抽樣脈沖為窄脈沖）。c) 將K1設(shè)為“平頂”。關(guān)閉電源，按下列方式進(jìn)行連線。源端口目標(biāo)端口連線說(shuō)明信號(hào)源：“2K同步正弦波

28、模塊1：“PAM-SIN”提供被抽樣信號(hào)信號(hào)源：“NRZ”模塊1：“PAMCLK”提供抽樣脈沖d) 打開電源，用示波器在“平頂抽樣輸出”處觀察平頂抽樣波形。5、 改變抽樣時(shí)鐘頻率，觀測(cè)自然抽樣信號(hào)，驗(yàn)證抽樣定理。6、 觀測(cè)解碼后PAM波形與原信號(hào)的區(qū)別1) 步驟3的前3步不變,按如下方式連線源端口目標(biāo)端口連線說(shuō)明信號(hào)源：“2K同步正弦波”模塊1:“PAM-SIN”提供被抽樣信號(hào)信號(hào)源：“CLK1”模塊1:“PAMCLK”提供抽樣時(shí)鐘模塊1:“自然抽樣輸出”模塊1:“IN”將PAM信號(hào)進(jìn)行譯碼2) 將K1設(shè)為“自然”，用“PAM-SIN”信號(hào)做示波器的觸發(fā)源，用雙蹤示波器對(duì)比觀測(cè)“PAM-SIN

29、”和“OUT”波形。7、 將信號(hào)源產(chǎn)生的音樂信號(hào)輸入到模塊1的“PAM-SIN”，“自然抽樣輸出”和“IN”相連，PAM解調(diào)信號(hào)輸出到信號(hào)源上的“音頻信號(hào)輸入”，通過(guò)揚(yáng)聲器聽語(yǔ)音，感性判斷該系統(tǒng)對(duì)話音信號(hào)的傳輸質(zhì)量。七、 實(shí)驗(yàn)思考題1、 簡(jiǎn)述平頂抽樣和自然抽樣的原理及實(shí)現(xiàn)方法。2、 在抽樣之后，調(diào)制波形中包不包含直流分量，為什么？3、 造成系統(tǒng)失真的原因有哪些？4、 為什么采用低通濾波器就可以完成PAM解調(diào)？八、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 分析電路的工作原理，敘述其工作過(guò)程。2、 繪出所做實(shí)驗(yàn)的電路、儀表連接調(diào)測(cè)圖。并列出所測(cè)各點(diǎn)的波形、頻率、電壓等有關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)做簡(jiǎn)要分析說(shuō)明。必要時(shí)借助于計(jì)算

30、公式及推導(dǎo)。3、 對(duì)實(shí)驗(yàn)思考題加以分析，按照要求作出回答。實(shí)驗(yàn)四 脈沖編碼調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)的原理。2、 掌握脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍和頻率特性的定義及測(cè)量方法。3、 了解脈沖編碼調(diào)制信號(hào)的頻譜特性。4、 了解大規(guī)模集成電路W681512的使用方法。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 觀察脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)的結(jié)果，分析調(diào)制信號(hào)與基帶信號(hào)之間的關(guān)系。2、 改變基帶信號(hào)的幅度，觀察脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)信號(hào)的信噪比的變化情況。3、 改變基帶信號(hào)的頻率，觀察脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)信號(hào)幅度的變化情況。4、 改變位同步時(shí)鐘，觀測(cè)脈沖編碼調(diào)制波形。三、 實(shí)驗(yàn)器材1、 信號(hào)源模塊 一塊2

31、、 號(hào)模塊 一塊3、 20M雙蹤示波器 一臺(tái)4、 立體聲耳機(jī) 一副5、 連接線 若干四、 實(shí)驗(yàn)原理（一）基本原理模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣后，其抽樣值還是隨信號(hào)幅度連續(xù)變化的，當(dāng)這些連續(xù)變化的抽樣值通過(guò)有噪聲的信道傳輸時(shí)，接收端就不能對(duì)所發(fā)送的抽樣準(zhǔn)確地估值。如果發(fā)送端用預(yù)先規(guī)定的有限個(gè)電平來(lái)表示抽樣值，且電平間隔比干擾噪聲大，則接收端將有可能對(duì)所發(fā)送的抽樣準(zhǔn)確地估值，從而有可能消除隨機(jī)噪聲的影響。脈沖編碼調(diào)制（PCM）簡(jiǎn)稱為脈碼調(diào)制，它是一種將模擬語(yǔ)音信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)的編碼方式。脈碼調(diào)制的過(guò)程如圖5-1所示。PCM主要包括抽樣、量化與編碼三個(gè)過(guò)程。抽樣是把時(shí)間連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)間離散、幅度連續(xù)的

32、抽樣信號(hào)；量化是把時(shí)間離散、幅度連續(xù)的抽樣信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)間離散、幅度離散的數(shù)字信號(hào)；編碼是將量化后的信號(hào)編碼形成一個(gè)二進(jìn)制碼組輸出。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的PCM碼組（電話語(yǔ)音）是用八位碼組代表一個(gè)抽樣值。編碼后的PCM碼組，經(jīng)數(shù)字信道傳輸，在接收端，用二進(jìn)制碼組重建模擬信號(hào)，在解調(diào)過(guò)程中，一般采用抽樣保持電路。預(yù)濾波是為了把原始語(yǔ)音信號(hào)的頻帶限制在300Hz3400Hz左右，所以預(yù)濾波會(huì)引入一定的頻帶失真。在整個(gè)PCM系統(tǒng)中，重建信號(hào)的失真主要來(lái)源于量化以及信道傳輸誤碼。通常，用信號(hào)與量化噪聲的功率比，即信噪比S/N來(lái)表示。國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)（ITU-T）詳細(xì)規(guī)定了它的指標(biāo)，還規(guī)定比特率為64kbps

33、，使用A律或律編碼律。下面將詳細(xì)介紹PCM編碼的整個(gè)過(guò)程，由于抽樣原理已在前面實(shí)驗(yàn)中詳細(xì)討論過(guò)，故在此只講述量化及編碼的原理。圖5-1 PCM 調(diào)制原理框圖1、 量化從數(shù)學(xué)上來(lái)看，量化就是把一個(gè)連續(xù)幅度值的無(wú)限數(shù)集合映射成一個(gè)離散幅度值的有限數(shù)集合。如圖5-2所示，量化器Q輸出L個(gè)量化值，k=1，2，3，L。常稱為重建電平或量化電平。當(dāng)量化器輸入信號(hào)幅度落在與之間時(shí)，量化器輸出電平為。這個(gè)量化過(guò)程可以表達(dá)為：這里稱為分層電平或判決閾值。通常稱為量化間隔。模擬入量化器量化值圖5-2 模擬信號(hào)的量化模擬信號(hào)的量化分為均勻量化和非均勻量化，我們先討論均勻量化。把輸入模擬信號(hào)的取值域按等距離分割的量化

34、稱為均勻量化。在均勻量化中，每個(gè)量化區(qū)間的量化電平均取在各區(qū)間的中點(diǎn)，如圖5-3所示。其量化間隔（量化臺(tái)階）取決于輸入信號(hào)的變化范圍和量化電平數(shù)。當(dāng)輸入信號(hào)的變化范圍和量化電平數(shù)確定后，量化間隔也被確定。例如，輸入信號(hào)的最小值和最大值分用a和b表示，量化電平數(shù)為M，那么，均勻量化的量化間隔為：量化器輸出為： 當(dāng)式中為第個(gè)量化區(qū)間的終點(diǎn)，可寫成 為第個(gè)量化區(qū)間的量化電平，可表示為 上述均勻量化的主要缺點(diǎn)是，無(wú)論抽樣值大小如何，量化噪聲的均方根值都固定不變。因此，當(dāng)信號(hào)較小時(shí)，則信號(hào)量化噪聲功率比也就很小，這樣，對(duì)于弱信號(hào)時(shí)的量化信噪比就難以達(dá)到給定的要求。通常，把滿足信噪比要求的輸入信號(hào)取值范圍

35、定義為動(dòng)態(tài)范圍，可見，均勻量化時(shí)的信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍將受到較大的限制。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，實(shí)際中，往往采用非均勻量化。圖5-3 均勻量化過(guò)程示意圖非均勻量化是根據(jù)信號(hào)的不同區(qū)間來(lái)確定量化間隔的。對(duì)于信號(hào)取值小的區(qū)間，其量化間隔也小；反之，量化間隔就大。它與均勻量化相比，有兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。首先，當(dāng)輸入量化器的信號(hào)具有非均勻分布的概率密度（實(shí)際中常常是這樣）時(shí)，非均勻量化器的輸出端可以得到較高的平均信號(hào)量化噪聲功率比；其次，非均勻量化時(shí)，量化噪聲功率的均方根值基本上與信號(hào)抽樣值成比例。因此量化噪聲對(duì)大、小信號(hào)的影響大致相同，即改善了小信號(hào)時(shí)的量化信噪比。實(shí)際中，非均勻量化的實(shí)際方法通常是將抽樣值通過(guò)壓縮再

36、進(jìn)行均勻量化。通常使用的壓縮器中，大多采用對(duì)數(shù)式壓縮。廣泛采用的兩種對(duì)數(shù)壓縮律是壓縮律和A壓縮律。美國(guó)采用壓縮律，我國(guó)和歐洲各國(guó)均采用A壓縮律，因此，本實(shí)驗(yàn)?zāi)K采用的PCM編碼方式也是A壓縮律。所謂A壓縮律也就是壓縮器具有如下特性的壓縮律：A律壓擴(kuò)特性是連續(xù)曲線，A值不同壓擴(kuò)特性亦不同，在電路上實(shí)現(xiàn)這樣的函數(shù)規(guī)律是相當(dāng)復(fù)雜的。實(shí)際中，往往都采用近似于A律函數(shù)規(guī)律的13折線（A=87.6）的壓擴(kuò)特性。這樣，它基本上保持了連續(xù)壓擴(kuò)特性曲線的優(yōu)點(diǎn)，又便于用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，本實(shí)驗(yàn)?zāi)K中所用到的PCM編碼芯片W681512正是采用這種壓擴(kuò)特性來(lái)進(jìn)行編碼的。圖5-4示出了這種壓擴(kuò)特性。圖5-4 13折線表5

37、-1列出了13折線時(shí)的值與計(jì)算值的比較。表 5-10101按折線分段時(shí)的01段落12345678斜率16168421表中第二行的值是根據(jù)時(shí)計(jì)算得到的，第三行的值是13折線分段時(shí)的值?？梢?，13折線各段落的分界點(diǎn)與曲線十分逼近，同時(shí)按2的冪次分割有利于數(shù)字化。2、 編碼所謂編碼就是把量化后的信號(hào)變換成二進(jìn)制碼，其相反的過(guò)程稱為譯碼。當(dāng)然，這里的編碼和譯碼與差錯(cuò)控制編碼和譯碼是完全不同的，前者是屬于信源編碼的范疇。在現(xiàn)有的編碼方法中，若按編碼的速度來(lái)分，大致可分為兩大類：低速編碼和高速編碼。通信中一般都采用第二類。編碼器的種類大體上可以歸結(jié)為三類：逐次比較型、折疊級(jí)聯(lián)型、混合型。本實(shí)驗(yàn)?zāi)K中的編碼

38、芯片W681512采用的是逐次比較型。在逐次比較型編碼方式中，無(wú)論采用幾位碼，一般均按極性碼、段落碼、段內(nèi)碼的順序排列。下面結(jié)合13折線的量化來(lái)加以說(shuō)明。在13折線法中，無(wú)論輸入信號(hào)是正是負(fù)，均按8段折線（8個(gè)段落）進(jìn)行編碼。若用8位折疊二進(jìn)制碼來(lái)表示輸入信號(hào)的抽樣量化值，其中用第一位表示量化值的極性，其余七位（第二位至第八位）則表示抽樣量化值的絕對(duì)大小。具體的做法是：用第二至第四位表示段落碼，它的8種可能狀態(tài)來(lái)分別代表8個(gè)段落的起點(diǎn)電平。其它四位表示段內(nèi)碼，它的16種可能狀態(tài)來(lái)分別代表每一段落的16個(gè)均勻劃分的量化級(jí)。這樣處理的結(jié)果，8個(gè)段落被劃分成27128個(gè)量化級(jí)。段落碼和8個(gè)段落之間的

39、關(guān)系如表5-2所示；段內(nèi)碼與16個(gè)量化級(jí)之間的關(guān)系見表5-3?？梢姡鲜鼍幋a方法是把壓縮、量化和編碼合為一體的方法。表5-2 段落碼 表5-3 段內(nèi)碼段落序號(hào)段落碼量化級(jí)段內(nèi)碼8111151111141110711013110112110061011110111010105100910018100040117011160110301050101401002001300112001010001000100000（二）實(shí)驗(yàn)電路說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)采用大規(guī)模集成電路W681512對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行PCM編、解碼。W681512是應(yīng)用于語(yǔ)音、模擬轉(zhuǎn)數(shù)字、數(shù)字轉(zhuǎn)模擬的單通道CODEC。此語(yǔ)音CODEC以全差動(dòng)輸出功能

40、來(lái)將噪音最小化。芯片符合ITU-T G.712及ITU-T G.711工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，所以能提供最可能的清晰訊號(hào)。W681512可工作在256KHz、512kHz、1536kHz、1544kHz、2048kHz、2560kHz和4096kHz。這里選擇編碼速率為2.048MHz，每一時(shí)隙數(shù)據(jù)為8位，幀同步信號(hào)為8KHz。模擬信號(hào)在編碼電路中，經(jīng)過(guò)抽樣、量化、編碼，最后得到PCM編碼信號(hào)。在單路編譯碼器中，經(jīng)變換后的PCM碼是在一個(gè)時(shí)隙中被發(fā)送出去的，在其他的時(shí)隙中編譯碼器是沒有輸出的，即對(duì)一個(gè)單路編譯碼器來(lái)說(shuō)，它在一個(gè)PCM幀（32個(gè)時(shí)隙）里，只在一個(gè)特定的時(shí)隙中發(fā)送編碼信號(hào)。同樣，譯碼電路也只是在

41、一個(gè)特定的時(shí)隙（此時(shí)隙應(yīng)與發(fā)送時(shí)隙相同，否則接收不到PCM編碼信號(hào)）里才從外部接收PCM編碼信號(hào)，然后進(jìn)行譯碼，經(jīng)過(guò)帶通濾波器、放大器后輸出。下面對(duì)PCM編譯碼專用集成電路W681512芯片做一些簡(jiǎn)單的介紹。圖5-6為W681512的內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖，圖5-7是W681512的管腳排列圖。圖5-6 W681512邏輯方框圖44圖5-7 W681512管腳排列圖3、 W681512管腳的功能（1）RO+：接收濾波器的非倒相輸出（2）RO-：接收濾波器的倒相輸出（3）PAI：功率放大器的倒相輸入（4）PAO-：功率放大器的倒相輸出（5）PAO+：功率放大器的非倒相輸出（6）VDD：供電引腳（7）FS

42、R：接收幀同步脈沖，它啟動(dòng)BCLKR，于是PCM數(shù)據(jù)移入PCMR，F(xiàn)SR為8KHz脈沖序列。（8）PCMR：接收數(shù)據(jù)幀輸入。PCM數(shù)據(jù)必須與FSR和BCLKR同步。（9）BCLKR：接收數(shù)據(jù)位時(shí)鐘輸入。（10）PUI：省電模式的控制端，接VDD時(shí)為正常工作模式，接VSS時(shí)為省電模式。（11）MCLK：系統(tǒng)主時(shí)鐘輸入，其頻率可以是256KHz、512KHz、1.536MHz、1.544MHz、2.048MHz、2.56MHz、4.096MHz。（12）BCLKT：發(fā)送數(shù)據(jù)位時(shí)鐘輸入（13）PCMT：輸出數(shù)據(jù)發(fā)送。（14）FST：8KHz發(fā)送幀同步脈沖輸入，它發(fā)送PCM數(shù)據(jù)同步。（15）VSS：地

43、，必須接到0V。（16）/A-Law：壓縮方式選擇引腳。接VDD時(shí)為律，接VSS時(shí)為A律。（17）AO：發(fā)送輸入放大器的模擬輸出。（18）AI-：發(fā)送輸入放大器的倒相輸入。（19）AI+：發(fā)送輸入放大器的非倒相輸入。（20）VAG：為模擬信號(hào)提供2.4V的參考電壓。4、 功能說(shuō)明i 上電當(dāng)開始上電瞬間，復(fù)位電路啟動(dòng)，芯片處于掉電狀態(tài)，所有非主要電路都沒有正常工作，而PCMT、RO+、PAO-、PAO+均處于高阻狀態(tài)。為了使器件上電，一個(gè)邏輯低電平或時(shí)鐘脈沖必須作用在PUI引腳上，并且FST和FSR脈沖必須存在。于是有兩種掉電控制模式可以利用。在第一種中PUI引腳電位被拉高。在另一種模式中使FS

44、T和FSR二者的輸入均連續(xù)保持低電平，在最后一個(gè)FST或FSR脈沖之后相隔2ms左右，器件將進(jìn)入掉電狀態(tài)，一旦第一個(gè)FST和FSR脈沖出現(xiàn)，上電就會(huì)發(fā)生。三態(tài)數(shù)據(jù)輸出將停留在高阻抗?fàn)顟B(tài)中，一直到第二個(gè)FST脈沖出現(xiàn)。ii 短幀同步工作芯片既可以用短幀，也可以用長(zhǎng)幀同步脈沖。在加電開始時(shí)，器件采用短幀模式，在這種模式中，F(xiàn)ST和FSR這兩個(gè)幀同步脈沖的長(zhǎng)度均為一個(gè)位時(shí)鐘周期。在BCLKT的下降沿當(dāng)FST為高時(shí)，BCLKT的下一個(gè)上升沿可啟動(dòng)輸出符號(hào)位的三態(tài)輸出PCMT的緩沖器，緊隨其后的7個(gè)上升沿以時(shí)鐘送出剩余的7個(gè)位，而下一個(gè)下降沿則阻止PCMT輸出。在BCLKR的下降沿當(dāng)FSR為高時(shí)（BCL

45、KT在同步模式），其下一個(gè)下降沿將鎖住符號(hào)位，跟隨其后的7個(gè)下降沿鎖住剩余的7個(gè)保留位。iii 長(zhǎng)幀同步工作為了應(yīng)用長(zhǎng)幀模式，F(xiàn)ST和FSR這兩個(gè)幀同步脈沖的長(zhǎng)度應(yīng)等于或大于位時(shí)鐘周期的三倍。在64KHz工作狀態(tài)中，幀同步脈沖至少要在160ns內(nèi)保持低電位。隨著FST或BCLKx的上升沿（無(wú)論哪一個(gè)先到）來(lái)到，PCMT三態(tài)輸出緩沖器啟動(dòng)，于是被時(shí)鐘移出的第一比特為符號(hào)位，以后到來(lái)的BCLKx的7個(gè)上升沿以時(shí)鐘移出剩余的7位碼。隨著第8個(gè)上升沿或FST變低（無(wú)論哪一個(gè)后發(fā)生），PCMT輸出由BCLKx的下降沿來(lái)阻塞，在以后8個(gè)BCLKR的下降沿（BCLKR），接收幀同步脈沖FSR的上升沿將鎖住P

46、CMR的PCM數(shù)據(jù)。iv 發(fā)送部件發(fā)送部件的輸入端為一個(gè)運(yùn)算放大器，并配有兩個(gè)調(diào)整增益的外接電阻。在低噪聲和寬頻帶條件下，整個(gè)音頻通帶內(nèi)的增益可達(dá)20dB以上。該運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)一個(gè)增益為1的濾波器（由RC有源前置濾波器組成），后面跟隨一個(gè)時(shí)鐘頻率為256KHz的8階開關(guān)電容帶通濾波器。該濾波器的輸出直接驅(qū)動(dòng)編碼器的抽樣保持電路。在制造中配入一個(gè)精密電壓基準(zhǔn)，以便提供額定峰值為2.4V的輸入過(guò)載（tmax）。FST幀同步脈沖控制濾波器輸出的抽樣，然后逐次逼近的編碼周期就開始。8位碼裝入緩沖器內(nèi)，并在下一個(gè)FST脈沖下通過(guò)PCMT移出，整個(gè)編碼時(shí)延近似地等于165ns加上125ns（由于編碼時(shí)延）

47、，其和為290ns。v 接收部件接收部件包括一個(gè)擴(kuò)展DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器），而它又驅(qū)動(dòng)一個(gè)時(shí)鐘頻率為256KHz的5階開關(guān)電容低通濾波器。譯碼器是依照A律（W681512）設(shè)計(jì)的，而5階低通濾波器矯正8KHz抽樣保持電路所引起的sinx/x衰減。在濾波器后跟隨一個(gè)輸出在RO+上的2階RC低通后置濾波器。接收部件的增益為1，但利用功率放大器可加大增益。當(dāng)FSr出現(xiàn)時(shí)在后續(xù)的8個(gè)BCLKR（BCLKT）的下降沿，PCMR輸入端上的數(shù)據(jù)將被時(shí)鐘控制。在譯碼器的終端，譯碼循環(huán)就開始了。vi 接收功率放大器兩個(gè)倒相模式的功率放大器用來(lái)直接驅(qū)動(dòng)一個(gè)匹配的線路接口電路。本編譯碼器的功能比較強(qiáng)，它既可以進(jìn)行A律

48、變換，也可以進(jìn)行律變換，它的數(shù)據(jù)既可用固定速率傳送，也可用變速率傳送，它既可以傳輸信令幀也可以選擇它傳送無(wú)信令幀，并且還可以控制它處于低功耗備用狀態(tài)，到底使用它的什么功能可由用戶通過(guò)一些控制來(lái)選擇。在實(shí)驗(yàn)中我們可以自由選擇它進(jìn)行A律、律變換，以2.048Mbit來(lái)傳送信息，信令幀為無(wú)信令幀，它的發(fā)送時(shí)序與接收時(shí)序直接受FST和FSR控制。還有一點(diǎn)，編譯碼器一般都有一個(gè)PUI降功耗控制端，PUI=1時(shí)，編譯碼能正常工作，PUI=0，編譯碼器處于低功耗狀態(tài)，這時(shí)編譯碼器其它功能都不起作用，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)編譯碼器的降功耗控制，這時(shí)，用戶摘機(jī)，編譯碼器工作，用戶掛機(jī)，編譯碼器低功耗。五、 輸

49、入、輸出點(diǎn)參考說(shuō)明1、 輸入點(diǎn)說(shuō)明MCLK：芯片工作主時(shí)鐘，頻率為2.048M。SIN IN-A：模擬信號(hào)輸入點(diǎn)。BSX：PCM編碼所需時(shí)鐘信號(hào)輸入點(diǎn)。BSR：PCM解碼所需時(shí)鐘信號(hào)輸入點(diǎn)。FSXA：PCM編碼幀同步信號(hào)輸入點(diǎn)。FSRA：PCM解碼幀同步信號(hào)輸入點(diǎn)。PCMIN-A：PCM解調(diào)信號(hào)輸入點(diǎn)。EARIN1：耳機(jī)語(yǔ)音信號(hào)輸入點(diǎn)。MICOUT1：麥克風(fēng)語(yǔ)音信號(hào)輸出點(diǎn)。K1、K2：A律、律切換開關(guān)2、 輸出點(diǎn)說(shuō)明PCMAOUT-A：脈沖編碼調(diào)制信號(hào)輸出點(diǎn)。SIN OUT-A：PCM解調(diào)信號(hào)輸出點(diǎn)。六、 實(shí)驗(yàn)步驟1、 將信號(hào)源模塊和模塊2固定在主機(jī)箱上，將黑色塑封螺釘擰緊，確保電源接觸良好。

50、2、 插上電源線，打開主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)，將信號(hào)源模塊和模塊2的電源開關(guān)撥下，觀察指示燈是否點(diǎn)亮，紅燈為+5V電源指示燈，綠燈為-12V電源指示燈，黃色為+12V電源指示燈。（注意，此處只是驗(yàn)證通電是否成功，在實(shí)驗(yàn)中均是先連線，再打開電源做實(shí)驗(yàn)，不要帶電連線）。3、 觀測(cè)PCM編、譯碼波形。1）用示波器測(cè)量信號(hào)源板上“2K同步正弦波”點(diǎn)，調(diào)節(jié)信號(hào)源板上手調(diào)電位器W1使輸出信號(hào)峰-峰值在3V左右。1) 將信號(hào)源板上S4設(shè)為0111（時(shí)鐘速率為256K），S5設(shè)為0100(時(shí)鐘速率為2.048M)。2) 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)連線關(guān)閉系統(tǒng)電源，進(jìn)行如下連接：源端口目的端口連線說(shuō)明信號(hào)源：2K同步正弦波模塊2：SIN IN-A提供音頻信號(hào)信號(hào)源：CLK2模塊2：MCLK提供W681512工作的主時(shí)鐘（2.048M）信號(hào)源：CLK1模塊2：BSX提供位同步信號(hào)(256K)信號(hào)源：FS模塊2：FSXA提供幀同步信號(hào)模塊2：FSXA模塊2：FSRA作自環(huán)實(shí)驗(yàn)，直接將接收幀同步和發(fā)送幀同步相連模塊2：BSX模塊2：BSR作自環(huán)實(shí)驗(yàn)，直接將接收位同步和發(fā)送位同步相連模塊2：PCMOUT-A模塊2：PCMIN-A將PCM編碼輸出結(jié)果送入PCM譯碼電路進(jìn)行譯碼* 檢查連線是否正確，檢查無(wú)誤后打開電源3) 用示波器觀測(cè)各測(cè)試