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基础实验6 PCM调制与解调实验.doc

基础实验6 PCM调制与解调实验

honey失恋的小草儿_
2019-02-23 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《基础实验6 PCM调制与解调实验doc》,可适用于IT/计算机领域

基础实验 PCM调制与解调实验一、实验目的.掌握PCM编译码原理与系统性能测试.熟悉PCM编译码专用集成芯片的功能和使用方法.学习PCM编译码器的硬件实现电路掌握它的调整测试方法。二、实验仪器.PCMADPCM编译码模块位号:H.时钟与基带数据产生器模块位号:G.M双踪示波器台.低频信号源台(选用).频率计台(选用).信号连接线根.小平口螺丝刀只三、实验原理脉冲编码调制(PCM)是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号在信道中传输。脉冲编码调制是对模拟信号进行抽样量化和编码三个过程完成的。PCM通信系统的实验方框图如图所示。 图 PCM通信系统实验方框图在PCM脉冲编码调制中话音信号经防混叠低通滤波器后进行脉冲抽样变成时间上离散的PAM脉冲序列然后将幅度连续的PAM脉冲序列用类似于“四舍五入”办法划归为有限种幅度每一种幅度对应一组代码因此PAM脉冲序列将转换成二进制编码序列。对于电话CCITT规定抽样率为KHz每一抽样值编位码(即为=个量化级)因而每话路PCM编码后的标准数码率是kB。本实验应用的单路PCM编、译码电路是TP芯片(见图中的虚线框)。此芯片采用a律十三折线编码它设计应用于PCM系统中。它每一帧分个时隙采用时分复用方式最多允许接入个用户 每个用户各占据一个时隙另外两个时隙分別用于同步和标志信号传送系统码元速率为MB。各用户PCM编码数据的发送和接收,受发送时序与接收时序控制,它仅在某一个特定的时隙中被发送和接收而不同用户占据不同的时隙。若仅有一个用户在一个PCM帧里只能在某一个特定的时隙发送和接收该用户的PCM编码数据在其它时隙没有数据输入或输出。本实验模块中为了降低对测试示波器的要求将PCM帧的传输速率设置为Kbits或Kbits两种这样增加了编码数据码元的宽度便于用低端示波器观测。此时一个PCM帧里可容纳的PCM编码分别为路或路。另外发送时序FSX与接收时序FSR使用相同的时序测试点为TP。实验结构框图已在模块上画出了实验时需用信号连接线连接P和P两铆孔即将编码数据直接送到译码端传输信道可视为理想信道。另外TP芯片内部模拟信号的输入端有一个语音带通滤波器其通带为HZ~HZ所以输入的模拟信号频率只能在这个范围内有效。四、各测量点的作用TP:发送时序FSX和接收时序FSR输入测试点频率为KHz的矩形窄脉冲TP:PCM线路编译时钟信号的输入测试点P:模拟信号的输入铆孔P:PCM编码的输出铆孔P:PCM译码的输入铆孔P:译码输出的模拟信号铆孔波形应与P相同。注:一路数字编码输出波形为比特编码(一般为个半码元波形,最后半个码元波形被芯片内部移位寄存器在装载下一路数据前复位时丢失掉)数据的速率由编译时钟决定其中第一位为语音信号编码后的符号位后七位为语音信号编码后的电平值。五、实验内容及步骤.插入有关实验模块:在关闭系统电源的条件下将“时钟与基带数据发生模块”、“PCMADPCM编译码模块”插到底板“G、H”号的位置插座上(具体位置可见底板右下角的“实验模块位置分布表”)。注意模块插头与底板插座的防呆口一致模块位号与底板位号的一致。.加电:打开系统电源开关底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常请立即关闭电源查找异常原因。.PCM的编码时钟设定:“时钟与基带数据产生器模块”上的拨码器SW设置“”则PCM的编码时钟为KHZ(后面将简写为:拨码器SW)。拨码器SW设置“”则PCM的编码时钟为KHZ。.时钟为KHZ模拟信号为正弦波的PCM编码数据观察:()用专用铆孔导线将P、PP、P相连。()拨码器SW设置“”则PCM的编码时钟为KHZ。()双踪示波器探头分别接在测量点TP和P观察抽样脉冲及PCM编码数据。DDS信号源设置为正弦波状态(通常频率为KHZ)调节W电位器改变正弦波幅度并仔细观察PCM编码数据的变化。特别注意观察当无信号输入时或信号幅度为时PCM编码器编码为或为并不是一般教材所讲授的编全码。因为无信号输入时或信号幅度为经常出现编全码容易使系统失步。此时时钟为KHZ一帧中只能容纳路信号。注意:()双踪示波器探头分别接在P和P观察译码后的信号与输入正弦波是否一致。.时钟为KHZ模拟信号为正弦波的PCM编码数据观察:上述信号连接不变将拨码器SW设置“”则PCM的编码时钟为KHZ。双踪示波器探头分别接在测量点TP和P观察抽样脉冲及PCM编码数据。DDS信号源设置为正弦波状态(通常频率为KHZ)调节W电位器改变正弦波幅度并仔细观察PCM编码数据的变化。注意此时时钟为KHZ一帧中能容纳路信号。本PCM编码仅一路信号故仅占用一帧中的一半时隙。用示波器观察P和P两点波形比较译码后的信号与输入正弦波是否一致。.关机拆线:实验结束关闭电源拆除信号连线并按要求放置好实验模块。六、实验报告要求.观察正弦波的编码波形读出正弦波的峰峰值、编码数据记录有关数据并做分析得出你的结论。PCM的Matlab仿真结果实验室演示的图形抽样脉冲和PCM编码                原始信号和恢复信号.写出本次实验的心得体会以及对本次实验有何改进意见。根据仿真的波形图和输出的量化。、编码值可以得到以下结论: 均匀量化输出波形图清晰的显示出均匀量化的特征每个量阶都是均匀分布的每个间隔都是相等的。由于量化级数是所以从图中可看到结果不是那么明显和输入波形相比几乎没啥变化。 将A率非均匀量化的结果和A率折线近似量化进行比较两者压缩特性很接近。折线输出的码组序列也符合要去。 通过实验我深入地理解了PCM编码。也认识到PCM的瓶颈量化噪声是平均分布在全部频段就算极大地提高精度和采样率也难以减小噪声对信号的损失。我认为PCM是损失较小的有损压缩。建议:希望更换实验设备实验设备过于老旧增加一些现在新技术的实验设备。附录PCM的Matlab程序n=input('请输入量化级数,k=')ifisempty(n),n=endendtime=     dt=      t=:dt:endtimea=zeros(size(t))  fortt=:dt  a(tt:endtime*(dt))=t(tt) endfortt=dt:dta(tt:endtime*(dt))=t(tt) endA率非线性A=amax=max(abs(a))c=zeros(size(a))fori=:length(a)if((a(i)amax)<=A)c(i)=A*a(i)(log(A))endif((a(i)amax)>A)c(i)=(log(A*a(i)))(log(A))endend均匀量化cquan=cbquan=cquand=n量化间隔q=d*:nq=qd量化电平fori=:n定位第i个量化间隔码子cquan(find((q(i)d<=cquan)(cquan<=q(i)d)))=q(i)*ones(,length(find((q(i)d<=cquan)(cquan<=q(i)d))))赋值为相应的量化电平bquan(find(cquan==q(i)))=(i)*ones(,length(find(cquan==q(i))))endnu=ceil(log(n))编码code=zeros(length(a),nu)fori=:length(a)forj=nu::if(fix(bquan(i)(^j))==)code(i,(nuj))=bquan(i)=bquan(i)^jendendendA率非线性的逆运算fori=:length(cquan)if((cquan(i))<=(log(A)))aquan(i)=(log(A))*cquan(i)Aendif((cquan(i))>A)aquan(i)=exp((log(A))*cquan(i))Aendendsqnr=*log(norm(a)norm(aaquan))求量化信噪比

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