现代通信技术实验平台说明书指向，将输出铆孔连接输入铆孔）。3.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。4.输入模拟信号观察：将DDS信号源产生的三角波（模拟信号最好用复杂信号，如三角波，根据本实验平台恢复滤波器带宽，三角波频率选1.5KHZ较好）送入抽样模块的32P01点，用示波器在32P01处观察，调节电位器WO1，使该点正弦信号幅度约2V（峰一峰值）。5.取样脉冲观察：当DDS信号源处于“PWM波”状态（D04DO3D02DO1=0001），旋转SS01可改变取样脉冲的频率。示波器接在32P02上，可观察取样脉冲波形。考虑到1.5KHZ三角波有效带宽不低于4.5KHZ（三次谐波），因此抽样频率要大于9KHZ。6.取样信号观察：示波器接在32TPO1上，可观察PAM取样信号，示波器接在32P03上，调节“PAM脉冲幅度调制”上的32WO1可改变PAM信号传输信道的特性，PAM取样信号波形会发生改变。7.取样恢复信号观察：PAM解调用的低通滤波器电路（接收端滤波放大模块，信号从P14输入）设有两组参数，其截止频率分别为2.6KHZ、5KHZ。调节不同的输入信号频率和不同的抽样时钟频率，用示波器观测各点波形，验证抽样定理，并做详细记录、绘图。（注意，调节32WO01应使32TP01、32P03两点波形相似，即以不失真为准。）8.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1.写出实验目的和内容。2.简述抽样定理及PAM实验原理，并画出实验框图。3.写出自行设计的实验步骤，记录实验时各种测试条件，所测各点的波形、频率、电压等各项测试数据并验证抽样定理。4.说明抽样后信号经过PAM模拟信道传输及接收数字低通滤波器后，波形将会出现哪些失真。5.对上述1.5KHZ三角波抽样，分析应选用那种带宽的恢复滤波器，为什么？30
现代通信技术实验平台说明书 30 指向，将输出铆孔连接输入铆孔）。 3．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。 4．输入模拟信号观察： 将 DDS 信号源产生的三角波（模拟信号最好用复杂信号，如三角波，根据本实验平台 恢复滤波器带宽，三角波频率选 1.5KHZ 较好）送入抽样模块的 32P01 点，用示波器在 32P01 处观察，调节电位器 W01，使该点正弦信号幅度约 2V（峰一峰值）。 5．取样脉冲观察： 当 DDS 信号源处于“PWM 波”状态(D04D03D02D01=0001)，旋转 SS01 可改变取样脉冲的 频率。示波器接在 32P02 上，可观察取样脉冲波形。 考虑到 1.5KHZ 三角波有效带宽不低 于 4.5KHZ(三次谐波)，因此抽样频率要大于 9KHZ。 6．取样信号观察： 示波器接在 32TP01 上，可观察 PAM 取样信号，示波器接在 32P03 上，调节“PAM 脉冲 幅度调制”上的 32W01 可改变 PAM 信号传输信道的特性，PAM 取样信号波形会发生改变。 7．取样恢复信号观察： PAM 解调用的低通滤波器电路（接收端滤波放大模块，信号从 P14 输入）设有两组参 数，其截止频率分别为 2.6KHZ、5KHZ。调节不同的输入信号频率和不同的抽样时钟频率， 用示波器观测各点波形，验证抽样定理，并做详细记录、绘图。（注意，调节 32W01 应使 32TP01、32P03 两点波形相似，即以不失真为准。） 8．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 1.写出实验目的和内容。 2.简述抽样定理及 PAM 实验原理，并画出实验框图。 3.写出自行设计的实验步骤，记录实验时各种测试条件，所测各点的波形、频率、电压 等各项测试数据并验证抽样定理。 4.说明抽样后信号经过 PAM 模拟信道传输及接收数字低通滤波器后，波形将会出现哪些 失真。 5.对上述 1.5KHZ 三角波抽样，分析应选用那种带宽的恢复滤波器，为什么？
现代通信技术实验平台说明书实验2PCM编译码系统实验一、实验目的1.掌握PCM编译码原理与系统性能测试：2.熟悉PCM编译码专用集成芯片的功能和使用方法；3.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1.PCM/ADPCM编译码模块，位号：H（实物图片如下）2.时钟与基带数据产生器模块，位号：G3.20M双踪示波器1台4.低频信号源1台（选用）5.频率计1台（选用）6.信号连接线3根7.小平口螺丝刀1只PCM/ADPCM编译码模块B日P42111180-31
现代通信技术实验平台说明书 31 实验 2 PCM 编译码系统实验 一、实验目的 1．掌握 PCM 编译码原理与系统性能测试； 2．熟悉 PCM 编译码专用集成芯片的功能和使用方法； 3．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 1．PCM/ADPCM 编译码模块，位号：H（实物图片如下） 2．时钟与基带数据产生器模块，位号:G 3．20M 双踪示波器 1 台 4．低频信号源 1 台（选用） 5．频率计 1 台（选用） 6．信号连接线 3 根 7．小平口螺丝刀 1 只
现代通信技术实验平台说明书三、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2-1所示。工作时钟P034P0-TP3057.DDS抽样量化编码信号源A/D信道PL34P04PZD/A收端低通译码再生功放滤波个34P03图2-1PCM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8KHz，每一抽样值编8位码（即为2°=256个量化级），因而每话路PCM编码后的标准数码率是64kB。本实验应用的单路PCM编、译码电路是TP3057芯片（见图2-1中的虚线框）。此芯片采用a律十三折线编码，它设计应用于PCM30/32系统中。它每一帧分32个时隙，采用时分复用方式，最多允许接入30个用户，每个用户各占据一个时隙，另外两个时隙分别用于同步和标志信号传送，系统码元速率为2.048MB。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顿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64Kbit/s或128Kbit/s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1路或2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34TPO1。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34P02和34P03两铆孔，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，TP3057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200HZ～4000HZ，所以输入的模拟信号频率只能在这个范围内有效。32
现代通信技术实验平台说明书 32 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 2-1 所示。 图 2-1 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 8KHz，每一抽样值编 8 位码（即为 2 8 =256 个量化级），因而 每话路 PCM 编码后的标准数码率是 64kB。本实验应用的单路 PCM 编、译码电路是 TP3057 芯片（见图 2-1 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 30/32 系统中。它每一帧分 32 个时隙，采用时分复用方式，最多允许接入 30 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 2.048MB。 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 64Kbit/s 或 128Kbit/s 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 1 路或 2 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 34TP01。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 34P02 和 34P03 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， TP3057 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 200HZ～ 4000HZ，所以输入的模拟信号频率只能在这个范围内有效。 DDS 信号源 抽 样 量 化 34P02 34P04 34P03 34P01 编 码 信 道 译 码 低 通 滤 波 再 生 工作时钟 A/D D/A TP3057 P03 收端 功放 P14 P15
现代通信技术实验平台说明书四、各测量点的作用34TPO1：发送时序FSX和接收时序FSR输入测试点，频率为8KHz的矩形窄脉冲；34TPO2：PCM线路编译时钟信号的输入测试点：34P01：模拟信号的输入铆孔；34P02：PCM编码的输出铆孔：34P03：PCM译码的输入铆孔；34P04：译码输出的模拟信号铆孔，波形应与34P01相同。注：一路数字编码输出波形为8比特编码（一般为7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1.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”、“PCM/ADPCM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上角的“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。2.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。3.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4SW02设置“01000”，则PCM的编码时钟为64KHZ（后面将简写为：拨码器4SWO2）。拨码器4SWO2设置“01001”，则PCM的编码时钟为128KHZ。4.时钟为64KHZ，模拟信号为正弦波的PCM编码数据观察：C1）用专用铆孔导线将P03、34P01，34P02、34P03相连。（2）拨码器4SW02设置“01000”，则PCM的编码时钟为64KHZ。（3）双踪示波器探头分别接在测量点34TPO1和34P02，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2KHZ），调节WO1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0时，PCM编码器编码为11010101或为01010101，并不是一般教材所讲授的编全0码。因为无信号输入时，或信号幅度为0经常出现，编全0码容易使系统失步，所以编码时对编码数据奇数位进行了取反操作。注意，本实验时钟为64KHZ，一中只能容纳1路信号。若用普通示波器要观察到稳定波形，通常正弦波频率设为2KHZ或1KHZ（4）双踪示波器探头分别接在34P01和34P04，观察译码后的信号与输入正弦波是否33
现代通信技术实验平台说明书 33 四、各测量点的作用 34TP01：发送时序 FSX 和接收时序 FSR 输入测试点，频率为 8KHz 的矩形窄脉冲； 34TP02：PCM 线路编译时钟信号的输入测试点； 34P01：模拟信号的输入铆孔； 34P02：PCM 编码的输出铆孔； 34P03：PCM 译码的输入铆孔； 34P04：译码输出的模拟信号铆孔，波形应与 34P01 相同。 注：一路数字编码输出波形为 8 比特编码(一般为 7 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 1．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”、“PCM/ADPCM 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上角的“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。 2．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。 3．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 4SW02 设置“01000”，则 PCM 的编码时钟 为 64KHZ（后面将简写为：拨码器 4SW02）。拨码器 4SW02 设置“01001”，则 PCM 的编码 时钟为 128KHZ。 4．时钟为 64KHZ，模拟信号为正弦波的 PCM 编码数据观察： （1）用专用铆孔导线将 P03、34P01，34P02、34P03 相连。 （2）拨码器 4SW02 设置“01000”，则 PCM 的编码时钟为 64KHZ。 （3） 双踪示波器探头分别接在测量点 34TP01 和 34P02，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 2KHZ)，调节 W01 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 0 时， PCM 编码器编码为 11010101 或为 01010101，并不是一般教材所讲授的编全 0 码。因为无信 号输入时，或信号幅度为 0 经常出现，编全 0 码容易使系统失步，所以编码时对编码数据 奇数位进行了取反操作。注意，本实验时钟为 64KHZ，一帧中只能容纳 1 路信号。若用普 通示波器要观察到稳定波形，通常正弦波频率设为 2KHZ 或 1KHZ。 （4）双踪示波器探头分别接在 34P01 和 34P04，观察译码后的信号与输入正弦波是否
现代通信技术实验平台说明书一致。5.时钟为128KHZ，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4SW02设置“01001”，则PCM的编码时钟为128KHZ。双踪示波器探头分别接在测量点34TPO1和34PO2，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2KHZ），调节WO1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128KHZ，一帧中能容纳2路信号。本PCM编码仅一路信号，故仅占用一中的一半时隙。用示波器观察34P01和34P04两点波形，比较译码后的信号与输入正弦波是否一致。6.语音信号PCM编码、译码试听：将拨码器4SW02设置为“01111”，此时PCM编码时钟为64KHZ。用专用导线将P05（用户电话语音信号发送输出）与34P01（模拟信号的输入）连接：34P04（译码输出的模拟信号）与P14连接，34P02（编码输出）与34P03（译码输入）相连。对着用户电话话筒讲话，在扬声器中试听，直观感受PCM编码译码的效果（接收滤波器截止频率设为2.6KHZ）。7.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1.当输入的模拟信号的幅度调节为0时，画出实验过程中各测量点的波型图，注意对应相位、时序关系。2.观察正弦波（通常频率设为2KHZ或1KHZ，峰峰值OV～4V）的编码波形，读出正弦波的峰峰值及对应的编码数据（每组四个点，至少记录6-10组峰峰值及对应的编码数据）；设计表格，记录实验数据并做分析，得出你的结论。3.写出本次实验的心得体会，以及对本次实验有何改进意见。34
现代通信技术实验平台说明书 34 一致。 5．时钟为 128KHZ，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 4SW02 设置“01001”，则 PCM 的编码时钟为 128KHZ。 双踪示波器探头分别接在测量点 34TP01 和 34P02，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 2KHZ)，调节 W01 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 128KHZ，一帧中能容纳 2 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 34P01 和 34P04 两点波形，比 较译码后的信号与输入正弦波是否一致。 6．语音信号 PCM 编码、译码试听： 将拨码器 4SW02 设置为“01111”，此时 PCM 编码时钟为 64KHZ。 用专用导线将 P05（用户电话语音信号发送输出）与 34P01（模拟信号的输入）连接； 34P04（译码输出的模拟信号）与 P14 连接，34P02（编码输出）与 34P03（译码输入）相 连。对着用户电话话筒讲话，在扬声器中试听，直观感受 PCM 编码译码的效果（接收滤波 器截止频率设为 2.6KHZ）。 7．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 1．当输入的模拟信号的幅度调节为 0 时，画出实验过程中各测量点的波型图，注意对应 相位、时序关系。 2．观察正弦波（通常频率设为 2KHZ 或 1KHZ，峰峰值 0V～4V）的编码波形，读出正弦波 的峰峰值及对应的编码数据（每组四个点，至少记录 6-10 组峰峰值及对应的编码数据）； 设计表格，记录实验数据并做分析，得出你的结论。 3．写出本次实验的心得体会，以及对本次实验有何改进意见