脉冲编码调制(PCM)实验

　脉冲编码调制（PCM）实验

一、实验目的

1、  了解语音信号编译码的工作原理；

2、  验证PCM编译码原理；

3、  初步了解PCM专用大规模集成电路的工作原理和应用；

4、了解语音信号数字化技术的主要指标及测试方法。

二、实验原理及电路说明

PCM编译码系统由定时部分和PCM编译码器构成，电路原理图如图3.1所示（位于本章后）。

1、PCM编译码

为适应语音信号的动态范围，实用的PCM编译码必须是非线性的。目前，国际上采用的均是折线近似的对数压扩特性。ITU－T的建议规定以13段件线近似的A律（A＝87.56）和15段折线近似的μ律（μ＝255）作为国际标准。

2、PCM编译码器

鉴于我国国内采用的是A律量化特性，因此本实验采用TP3067专用大规模集成电路，它是CMOS工艺制造的单片PCM A律编译器，并且片内带输入/输出话路滤波器。

3、定时部分

TP3067编译码器所需的定时脉冲均由定时部分提供。这里只需要主时钟2.048MHZ和8KHZ帧定时信号。

为了简化实验内容，本实验系统的编译码部分共用一个定时源，以确保发收时隙的同步。在实际的PCM数字电话设备中，必须有一个同步系统来保证发收同步的。

三、实验仪器

双踪同步示波器　　　　　　　一台

数字频率计　　　　　　　　　一台

低频信号发生器　　　　　　　一台

毫伏表　　　　　　　　　　　一台

直流稳压电源　　　　　　　　一台

PCM实验箱　　　　　　　　　一台

四、实验内容

在实验箱中使用了7805和7905芯片来保护实验板电子元器件，电路板上标着+5，-5V的电源输入端应输入+7V，-7V的电源。

1、时钟部分

主振频率为4096KHZ，经分频后得到2048KHZ的位定时和128KHZ的定时，再经分频分相后得到8KHZ的主同步时钟和帧时钟，用示波器在测试点1观察主振波形，用频率计测量其频率。同样在测试点2、3和4观察并测量其它时钟信号。

2、  PCM编译码器

音频信号从测试点5′∽5（其中5为GND）输入，在测试点可观察到PCM编码输出的码流。连接测试孔6-7，则在测试点8可观察到经译码和经过低通滤波器恢复出的音频信号。

3、系统性能测试

系统性能测试有三项指标，即：动态范围、信噪比特性和频率特性。

1）动态范围

在满足一定信噪比（S/N）条件下，编译码系统所对应的音频信号的幅度范围定义为动态范围，通常规定音频信号频率为800HZ（或1000HZ），动态范围应大于ITU－T建议的框架（样板值）。PCM编译码器允许输入信号的最大幅度为4.36V，为了确保器件的安全使用，本实验在进行动态范围这一指标测试时，不再对输入信号的临界过载进行验证。取输入信号的最大幅度为5 Vp-p（注意：信号要由小至大调节），观察此时的波形，然后逐渐减小输入信号幅度，观察波形失真变化规律。

2）信噪比特性

在上一项测试中选择出最佳电平（S/N最高），在此电平下观察不同频率下的输出波形，并找出其失真变化的规律。

3)频率特性

选择一合适的输入电平，改变输入信号的频率，在测试点8处逐频率点测出译码输出信号的电压值。

五 实验报告

1、整理实验记录，画出相应的曲线和波形。

2、PCM编译码系统由哪些部分构成？各部分的作用是什么？

3、对PCM和ΔM系统的系统性能进行比较，总结它们各自的特点。

4、在实际的通信系统中收端（译码）部分的定时信号是怎样获取的？

5、对改进实验有什么建议？