R1R21000hm1000hm12VPAMJINC2.R7BG133uF510Ohm分路输出BG2C4R5R34.3.kpmmg470pF.5vOhmO51R4R6B03R83.9kohmX3.9kohmC1kOhmHUF分路抽脉冲+-图1.12场效应管组成的电子开关分路门电路图实际工程中，抽样脉冲应由抽样脉冲产生器提供，为简化实验电路，方便EWB模拟，特提供仿真电路，如图1.13所示，且收、发共用。fc1.kOhmTS1/8K801kohmfc1280.01uF0.01.uFJTS28K320图1.13两路抽样脉冲产生电路系统电路中的JF为加法器，可直接调用EWB软件中的加法器模型。M3与M4两个模拟乘法器构成分路门，也可在EWB软件中直接调用。低通滤波器为有源二阶低通滤波器，电路如图1.14所示。0.01uF0.01 uF33uF33u100uf4.7kohm4.7kohrTkOhr14.7kOhm-0.01uF0.01uF100k0hm100k0hm图1.14低通滤波器电路2.2扩展实验内容与方法步骤参考图1.10，选择适当的单元电路，建立PAM调制与解调系统实验电路，应做到电路连接无误后即可开始系统仿真。实验过程中，可自建测量点与数据记录表格。6
6 图 1.12 场效应管组成的电子开关分路门电路图 实际工程中，抽样脉冲应由抽样脉冲产生器提供，为简化实验电路，方便 EWB 模拟， 特提供仿真电路，如图 1.13 所示，且收、发共用。 图 1.13 两路抽样脉冲产生电路 系统电路中的 JF 为加法器，可直接调用 EWB 软件中的加法器模型。M3 与 M4 两个模拟 乘法器构成分路门，也可在 EWB 软件中直接调用。低通滤波器为有源二阶低通滤波器，电路 如图 1.14 所示。 图 1.14 低通滤波器电路 2.2 扩展实验内容与方法步骤 参考图 1.10，选择适当的单元电路，建立 PAM 调制与解调系统实验电路，应做到电路 连接无误后即可开始系统仿真。实验过程中，可自建测量点与数据记录表格
2.1.1两路模拟信号与两路抽样脉冲信号的测试仿真条件：模拟信号1：频率1KHZ/2Vp-p，正弦波模拟信号1：频率1KHZ/2Vp-P，正弦波抽样脉冲1：频率8KHZ/5Vp-p，方波，占空比80%抽样脉冲2：频率8KHZ/5Vp-p，方波，占空比20%①分别观测并记录经两限幅器后的输出模拟信号（TP1与TP2点），确保正确无误，否则检查电路。②分别观测并记录经两延迟器后的抽样脉冲信号（TP3与TP4点），确保正确无误，否则检查电路。注意分析记录两抽样脉冲的间隔时间。2.1.2两路PAM信号产生与测试以两路输入模拟信号中的一个（TP1或TP2点），作为示波器的同步，观测并记录经加法器合路后输出的PAM合成信号（TP5点），体会时分复用概念。2.1.3两路PAM信号的解调测试以两路输入模拟信号中的一个（TP1或TP2点），作为示波器的同步，分别观测并记录经两路分路门分路（TP6与TP7点）与经两路低通滤波器滤波后输出的（TP8与TP9点）恢复模拟信号，注意比较原始输入信号与解调输出信号的差异，说明原因。若使低通滤波器解调输出的信号幅度增大，分路门电路应采取什么措施。五、实验预习1.模拟信号数字化传输的优点是什么？2.什么是抽样与抽样定理？3.画出PAM调制与解调系统的电路组成框图。六、实验报告1.整理实验数据，画出测试波形。2.当fs>2fh和fs<2fh时，低通滤波器输出的波形是什么？总结一般规律。1
7 2.1.1 两路模拟信号与两路抽样脉冲信号的测试 仿真条件： 模拟信号 1：频率 1KHZ/2Vp-p，正弦波 模拟信号 1：频率 1KHZ/2Vp-p，正弦波 抽样脉冲 1：频率 8KHZ/5Vp-p，方波，占空比 80% 抽样脉冲 2：频率 8KHZ/5Vp-p，方波，占空比 20% ① 分别观测并记录经两限幅器后的输出模拟信号（TP1 与 TP2 点），确保正确无误， 否则检查电路。 ② 分别观测并记录经两延迟器后的抽样脉冲信号（TP3 与 TP4 点），确保正确无误， 否则检查电路。注意分析记录两抽样脉冲的间隔时间。 2.1.2 两路 PAM 信号产生与测试 以两路输入模拟信号中的一个（TP1 或 TP2 点），作为示波器的同步，观测并记 录经加法器合路后输出的 PAM 合成信号（TP5 点），体会时分复用概念。 2.1.3 两路 PAM 信号的解调测试 以两路输入模拟信号中的一个（TP1 或 TP2 点），作为示波器的同步，分别观测并记 录经两路分路门分路（TP6 与 TP7 点）与经两路低通滤波器滤波后输出的（TP8 与 TP9 点） 恢复模拟信号，注意比较原始输入信号与解调输出信号的差异，说明原因。若使低通滤波器 解调输出的信号幅度增大，分路门电路应采取什么措施。 五、实验预习 1.模拟信号数字化传输的优点是什么？ 2.什么是抽样与抽样定理？ 3.画出 PAM 调制与解调系统的电路组成框图。 六、实验报告 1.整理实验数据，画出测试波形。 2.当 fs＞2fh 和 fs＜2fh 时，低通滤波器输出的波形是什么？总结一般规律
实验二脉冲编码（PCM）调制与解调系统实验一：实验目的1.了解语音编码的工作原理，验证PCM编译码原理；2.熟悉PCM抽样时钟、编码数据和输入/输出时钟之间的关系：3.了解PCM专用大规模集成电路的工作原理和应用：4.熟悉语音数字化技术的主要指标及测量方法二，实验仪器1.JH5001通信原理综合实验系统一台一台2.双踪示波器一台3.函数信号发生器一台4.音频信道传输损伤测试仪三实验任务与要求1：基本实验脉冲编码(PCM)调制与解调系统实验1.1实验原理与电路说明所谓脉冲调制就是把一个时间连续、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后在信道中传输。所谓脉码调制PCM,就是对模拟信号进行抽样，量化、编码的过程。所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号的过程。所谓量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。所谓编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。然而，实际上量化是在编码过程中同时完成的，故编码过程也称为模/数变换，可记作A/D。由此可见，脉冲编码调制方式就是一种传递模拟信号的数字通信方式。本实验采用大规模集成电路MC145540对语音信号进行PCM编/解码。在一个芯片内部集成了编码电路和译码电路，是一个单路编译码器。其编码速率为2.048MHz，每一帧数据为8位，帧同步信号为8KHz。模拟信号在编码电路中，经过抽样、量化、编码，最后得到PCM编码信号。在单路编译码器中，经变换后的PCM码是在一个时隙中被发送出去的，在其他的时隙中编译码器是没有输出的，即对一个单路编译码器来说，它在一个PCM顿（32个时隙）里，只在一个特定的时隙中发送编码信号。同样，译码电路也只是在一个特定的时隙（此时隙应与发送时隙相同，否则接收不到PCM编码信号）里才从外部接收PCM编码信号，然后进行译码，经过带通滤波器、放大器后输出。具体电路组成如图2.1所示。由图可见，它主要由语音编译码集成电路U502（MC145540）、运放U501（TL082）晶振U503（2.048MHz）及相应的跳线开关、电位器组成。电路工作原理如下：8
8 实验二 脉冲编码(PCM) 调制与解调系统实验 一．实验目的 1．了解语音编码的工作原理，验证 PCM 编译码原理； 2．熟悉 PCM 抽样时钟、编码数据和输入/输出时钟之间的关系； 3．了解 PCM 专用大规模集成电路的工作原理和应用； 4．熟悉语音数字化技术的主要指标及测量方法； 二．实验仪器 1．JH5001 通信原理综合实验系统 一台 2．双踪示波器 一台 3．函数信号发生器 一台 4．音频信道传输损伤测试仪 一台 三．实验任务与要求 1． 基本实验 脉冲编码(PCM) 调制与解调系统实验 1．1 实验原理与电路说明 所谓脉冲调制就是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的 数字信号后在信道中传输。 所谓脉码调制 PCM,就是对模拟信号进行抽样，量化、编码的过程。 所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信 号的过程。 所谓量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时 抽样值用最接近的电平值来表示。 所谓编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。然而，实际上量 化是在编码过程中同时完成的，故编码过程也称为模/数变换，可记作 A/D。由此可见，脉 冲编码调制方式就是一种传递模拟信号的数字通信方式。 本实验采用大规模集成电路 MC145540 对语音信号进行 PCM 编/解码。在一个芯片内部集 成了编码电路和译码电路，是一个单路编译码器。其编码速率为 2.048MHz，每一帧数据为 8 位，帧同步信号为 8KHz。模拟信号在编码电路中，经过抽样、量化、编码，最后得到 PCM 编码信号。在单路编译码器中，经变换后的 PCM 码是在一个时隙中被发送出去的，在其他的 时隙中编译码器是没有输出的，即对一个单路编译码器来说，它在一个 PCM 帧（32 个时隙） 里，只在一个特定的时隙中发送编码信号。同样，译码电路也只是在一个特定的时隙（此时 隙应与发送时隙相同，否则接收不到 PCM 编码信号）里才从外部接收 PCM 编码信号，然后进 行译码，经过带通滤波器、放大器后输出。具体电路组成如图 2.1 所示。 由图可见，它主要由语音编译码集成电路 U502（MC145540）、运放 U501（TL082）、晶振 U503（2.048MHz）及相应的跳线开关、电位器组成。 电路工作原理如下：
PCM编译码模块中，由收、发两个支路组成，在发送支路上，发送信号经U501A运放放K502501K5017MC145540RV2FnP22LFoIB.AEELMCERSAECK504K503485051+1电BAARDDAA图2.1MC145540PCM编译码器电路原理图大后，送入U502的2脚进行PCM编码。编码输出时钟为BCLK（256KHz），编码数据从U502的20脚输出（DT_ADPCM1），FSX为编码抽样时钟（8KHz）。编码之后的数据结果送入后续数据复接模块进行处理，或直接送到对方PCM译码单元。在接收支路中，收数据是来自解数据复接模块的信号（DTADPCMMUX），或是直接来自对方PCM编码单元信号（DTADPCM2），在接收帧同步时钟FSX（8KHz）与接收输入时钟BCLK（256KHz）的共同作用下，将接收数据送入U502中进行PCM译码。译码之后的模拟信号经运放U501B放大缓冲输出，送到用户接口模块中。PCM编译码模块中的各跳线功能如下：跳线开关K501用于选择输入信号，当K501置于N（正常“左”）位置时，选择来自用户接口单元的话音信号：当K501置于T（测试“右”）位置时选择测试信号。测试信号主要用于测试PCM的编译码特性。测试信号可以选择外部测试信号或内部测试信号，当设置在交换模块内的跳线开关K001设置在12位置（左端）时，选择内部1KHz测试信号：当设置在2_3位置（右端）时选择外部测试信号，测试信号从J005模拟测试端口输入。跳线器K502用于设置发送通道的增益选择，当K502置于T（正常“左”）位置时，选择系统平台缺省的增益设置：当K502置于T（调试“右”）位置时可将通过调整电位器W501设置发通道的增益。跳线器K504用于设置POM编码器是用于输入数据信号选择，当K504置于MUX（左）时处于正常状态，解码数据来自解数据复接模块的信号：当K504置于ADPCM2（中）时处于正常状态，解码数据来自对方PCM编码单元信号：当K504置于LOOP（右）时PCM单元将处于自环状态。跳线器K503用于设置接收通道增益选择，当K503置于T（正常“左”）时，选择系统平台缺省的增益设置：当K503置于N（调试“右”）时将通过调整电位器W502设置收通道9
9 PCM 编译码模块中，由收、发两个支路组成，在发送支路上,发送信号经 U501A 运放放 图 2.1 MC145540 PCM 编译码器电路原理图 大后，送入 U502 的 2 脚进行 PCM 编码。编码输出时钟为 BCLK（256KHz），编码数据从 U502 的 20 脚输出（DT_ADPCM1），FSX 为编码抽样时钟（8KHz）。编码之后的数据结果送入后续数 据复接模块进行处理，或直接送到对方 PCM 译码单元。在接收支路中，收数据是来自解数据 复接模块的信号（DT_ADPCM_MUX），或是直接来自对方 PCM 编码单元信号（DT_ADPCM2），在 接收帧同步时钟 FSX（8KHz）与接收输入时钟 BCLK（256KHz）的共同作用下，将接收数据送 入 U502 中进行 PCM 译码。译码之后的模拟信号经运放 U501B 放大缓冲输出，送到用户接口 模块中。 PCM 编译码模块中的各跳线功能如下: 跳线开关 K501 用于选择输入信号，当 K501 置于 N（正常“左”）位置时，选择来自用 户接口单元的话音信号；当 K501 置于 T（测试“右”）位置时选择测试信号。测试信号主要 用于测试 PCM 的编译码特性。测试信号可以选择外部测试信号或内部测试信号，当设置在交 换模块内的跳线开关 K001 设置在 1_2 位置（左端）时，选择内部 1KHz 测试信号；当设置在 2_3 位置（右端）时选择外部测试信号，测试信号从 J005 模拟测试端口输入。 跳线器 K502 用于设置发送通道的增益选择，当 K502 置于 T（正常“左”）位置时，选 择系统平台缺省的增益设置；当 K502 置于 T（调试“右”）位置时可将通过调整电位器 W501 设置发通道的增益。 跳线器 K504 用于设置 PCM 编码器是用于输入数据信号选择，当 K504 置于 MUX（左）时 处于正常状态，解码数据来自解数据复接模块的信号；当 K504 置于 ADPCM2（中）时处于正 常状态，解码数据来自对方 PCM 编码单元信号；当 K504 置于 LOOP（右）时 PCM 单元将处于 自环状态。 跳线器 K503 用于设置接收通道增益选择，当 K503 置于 T（正常“左”）时，选择系统 平台缺省的增益设置；当 K503 置于 N（调试“右”）时将通过调整电位器 W502 设置收通道
的增益。该单元的电路框图见图2.2。TP价1K502至用户接口K50发PCM码字NE测试信号工U502SKHz同步PCM编译★256KHz时钟码器50TP503K504至用户接口4LOOFADPCM24MUXTP505收PCM码字TPnK图2.2PCM编/解码电路框图在该模块中，各测试点的定义如下：TP501：发送模拟信号测试点TP502：PCM发送码字TP503：PCM编码器输入/输出时钟TP504：PCM编码抽样时钟TP505：PCM接收码字TP506：接收模拟信号测试点1.2基本实验内容与方法步骤实验准备工作：机器通电后，按压“液晶显示模块”菜单选择键中的或√键，选择"PCM"编码方式，“确认"打”。此时，系统将U502设置为PCM方式。1.2.1PCM编码信号的产生与观测PCM编码器测试电路组成框图与信号输入/输出测量点如图2.3所示。TP504OTP501TP503U502TP502MC145540PCM编码器茶(发送端)语音PCM左，自发自收放大器抽样量化编码K504中：收PCM2发右：自环图2.3PCM编码器测试电路组成框图①输出主时钟和顿同步时隙信号观测用双踪示波器同时观测并记录抽样脉冲信号（TP504）和输出主时钟信号（TP503）的波形，观测时以TP504做同步。分析和掌握PCM编码抽样脉冲信号与输出主时钟的对应关系（同步沿、脉冲宽度等）。说明在一个抽样脉冲时隙中，占有几个主时钟脉冲。熟悉在PCM编码系统中，用八位二进制码为一组来表示每一个有固定电平量化值的概念。10
10 的增益。该单元的电路框图见图 2.2。 图 2.2 PCM 编/解码电路框图 在该模块中，各测试点的定义如下： TP501：发送模拟信号测试点 TP502：PCM 发送码字 TP503：PCM 编码器输入/输出时钟 TP504：PCM 编码抽样时钟 TP505：PCM 接收码字 TP506：接收模拟信号测试点 1．2 基本实验内容与方法步骤 实验准备工作： 机器通电后，按压“液晶显示模块”菜单选择键中的▲或▼键，选择“PCM”编码方式，“确 认”打“√” 。此时，系统将 U502 设置为 PCM 方式。 1．2．1 PCM 编码信号的产生与观测 PCM编码器测试电路组成框图与信号输入/输出测量点如图2.3所示。 图 2.3 PCM 编码器测试电路组成框图 ① 输出主时钟和帧同步时隙信号观测 用双踪示波器同时观测并记录抽样脉冲信号（TP504）和输出主时钟信号（TP503）的 波形，观测时以 TP504 做同步。分析和掌握 PCM 编码抽样脉冲信号与输出主时钟的对应关 系（同步沿、脉冲宽度等）。说明在一个抽样脉冲时隙中，占有几个主时钟脉冲。熟悉在 PCM 编码系统中，用八位二进制码为一组来表示每一个有固定电平量化值的概念