通信原理實(shí)驗(yàn)之五脈沖編碼編譯碼實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.通過(guò)脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，加深理解脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)技術(shù)的特點(diǎn)。2、了解PCM系統(tǒng)的工作過(guò)程。3、了解PCM系統(tǒng)全雙工通話工作過(guò)程。二、實(shí)驗(yàn)儀器

1、信號(hào)源模塊

一塊2、終端模塊

一塊3、雙蹤示波器

一臺(tái)4、PCM編譯碼及全雙工數(shù)字基帶通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K

一塊三、實(shí)驗(yàn)原理

1、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。2、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)程下圖所示。3、PCM調(diào)制過(guò)程圖4、PCM主要包括抽樣、量化與編碼三個(gè)過(guò)程

①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)的抽樣

信號(hào)；②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)；③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。④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300Hz～3400Hz左右，

所以預(yù)濾波會(huì)引入一定的頻帶失真。⑤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，用信噪比S/N來(lái)表示。5、均勻量化和非均勻量化①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)取值范圍定義為動(dòng)態(tài)范圍，可見(jiàn)，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。②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??；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。6、編碼

①所謂編碼就是把量化后的信號(hào)變換成代碼，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。②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(lèi)：低速編碼和高速編碼。通信中一般都采用第二類(lèi)。編碼器的種類(lèi)大體上可以歸結(jié)為三類(lèi)：逐次比較型、折疊級(jí)聯(lián)型、混合型。本實(shí)驗(yàn)?zāi)K中的編碼芯片TP3067采用的是逐次比較型。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟

1、不接正弦信號(hào)輸入時(shí)，測(cè)量編碼輸出點(diǎn)T12或T13的波形，最好與時(shí)鐘T7對(duì)比。碼子為11010101或者是01010101。因?yàn)門(mén)P3067采用的是A律并帶有偶位取反的編碼方法。碼子；110101012、將2K正弦同步信號(hào)接入P17或P18,觀察譯碼器輸出的模擬信號(hào)，先將P1(編碼器A碼出)和P16(譯碼器A碼入)連接，觀察記錄編碼器之前的模擬信號(hào)P19(2K正弦信號(hào))與譯碼器輸出的模擬信號(hào)T8(譯碼音頻監(jiān)視)變化情況。上為：2KHz正弦波信號(hào)下為：譯碼輸出后的信號(hào)放大后為鋸齒波形3、觀察四個(gè)抽樣點(diǎn)一個(gè)探頭接8K時(shí)鐘信號(hào)（T7），另一個(gè)接2K的正弦信號(hào)（T26）。一個(gè)正弦波的周期有四個(gè)抽樣脈沖。4、四個(gè)抽樣點(diǎn)量化后的編碼探頭接8K時(shí)鐘信號(hào)（T7），另一個(gè)接編碼器輸出端（T12或T13），調(diào)整示波器的（Time/Div）按鈕。通過(guò)上下（參考圖）對(duì)比可發(fā)現(xiàn)抽樣點(diǎn)量化后的編碼值除了極性碼不同，但絕對(duì)值相同。碼子：00100101碼子：10100101碼子：10100111碼子：001001115、時(shí)隙脈沖寬度測(cè)量先調(diào)示波器的OFF按鈕和再調(diào)TCK/C2和FUNCTION按鈕。碼元脈沖6、觀察單路編碼信號(hào)①將2K正弦同步信號(hào)接入P17或P18，然后將信號(hào)調(diào)整到輸出幅度為固定電平，觀察T12或T13測(cè)試點(diǎn)的碼子，然后改變電位器VR3，改變輸入信號(hào)幅度，觀察T12或T13點(diǎn)碼子變化情況。②通過(guò)對(duì)比可發(fā)現(xiàn)是后面四位（段內(nèi)碼）的碼子首先開(kāi)始變化，然后是繼續(xù)調(diào)節(jié)VR3可發(fā)現(xiàn)第二到第四位（段落碼）的碼子也發(fā)生變化，但第一位的碼子（極性碼）不發(fā)生變化。段內(nèi)碼發(fā)生變化7、語(yǔ)音通話測(cè)試

首先用導(dǎo)線將T12(編碼器A碼出)和T11(譯碼B碼入)連接，再用導(dǎo)線將T13(編碼器B碼出)和T10(譯碼器A碼入)連接。將一個(gè)耳麥的話筒、聽(tīng)筒分別插入到J1(編碼A話筒)和J4(譯碼A耳機(jī))；再將另一個(gè)耳麥的話筒、聽(tīng)筒分別插入到J2(編碼B話筒)和J3(譯碼B耳機(jī))。1、測(cè)量編碼輸出點(diǎn)T12或T13的波形，與時(shí)鐘T7對(duì)比CH1-T7(時(shí)鐘)CH2-T122、時(shí)隙脈沖寬度測(cè)量3、將2K正弦