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首页通信原理实验指导书 脉冲编码调制(PCM)系统实验 实验二 增量调制系统实验
通信原理实验指导书 脉冲编码调制(PCM)系统实验 实验二 增量调制系统实验
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实验目的 1.观察PCM编、译码器各点信号波形,加深对PCM系统工作原理的理解。 2.了解PCM编、译码专用集成电路组成及工作原理。 3.了解PCM编、译码的时序关系。
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通信原理实验指导书
实验一 脉冲编码调制(PCM)系统实验
一、实验目的
1.观察PCM编、译码器各点信号波形,加深对PCM系统工作原理的理解。
2.了解PCM编、译码专用集成电路组成及工作原理。
3.了解PCM编、译码的时序关系。
二、实验所用仪器
1.+5V、+l2V、-l2V三路直流稳压电源
2.双踪示波器
3.通信原理实验箱
4.信号发生器
三、实验原理
1.PCM系统工作原理
脉冲编码调制是把模拟信号数字化传输的基本方法之一,它通过抽样、量化和编码,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,然后在信道中进行传输。接收机
将收到的数字信号经再生、译码、平滑后恢复出原始的模拟信号。PCM系统的组成如图1-1所示。
话音信号先经过防混叠低通滤波器,得到限带信号(300Hz~3400Hz),进行脉冲抽样,变成
8KHz重复频率的抽样信号(即离散的脉冲调幅PAM信号),然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”
办法量化为有限个幅度取值的信号,再经编码,转换成二进制码。对于电话,CCITT(国际电话与电
报顾问委员会 International Telephone and Telegraph Consultative Committee)规定抽样率
为8KHz,每抽样值编8位码,即共有2
8
=256个量化值,因而每话路PCM编码后的标准数码率是
64kb/s。
2.单片PCM编译码器TP3067介绍
本实验系统选择了TP3067芯片作为PCM编译码器,它把编译码器(Codec)和滤波器(Filter)集
成在一个芯片上,它的内部结构方框图见图1-2,外部引脚排列见图1-3,引脚说明见表1-1。
它的外部接口可分两部分:一部分是模拟接口电路,它与编译码器中的Filter发生联系,这一部分
可控制模拟信号的放大倍数,另一部分是与处理系统和交换网络的数字接口,它与编译码器中的
Codec发生联系,通过这些数字接口线来实现对编译码器的控制。
图 1-1 PCM 原理框图
话音输入 低通滤波
抽 样 量 化 编 码
话音输出
低通滤波 解 调 解 码
信
道
再 生
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图1-2 TP3067内部结构框图
图1-3 TP3067管脚排列图
表1-1:引脚说明
引脚号 符 号 功 能
1 VPO+
接收功率放大器非倒相输出
2 GNDA
模拟地
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3 VPO-
接收功率放大器倒相输出
4 VPI
接收功率放大器倒相输入
5 VFRO
接收滤波器的模拟输出
6 V
CC
正电源引脚,V
cc
=+5V±5℅
7 FSR
接收的帧同步脉冲,它启动BCLKR, 于是PCM数据移入Dr,FSR为8KHz脉
冲序列。
8 Dr
接收帧数据输入,PCM数据随着FSR前沿移入Dr。
9
BCLK
R\
CLKS
EL
在FSR的前沿后把数据移入Dr的位时钟,其频率可从64KHz到2.048MHz。
另一方面它也可能是一个逻辑输入,以此为在同步模式中的主时钟选择频率
1.536MHz/1.544MHz或2.048MHz。BCLKR 用在发送和接收两个方向。
10
MCLK
R/
PDN
接收主时钟。其频率可以为1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz。它允许
与MCLKx异步,但为了获得最佳性能应当与MCLKx同步,当MCLKR连续联
在低电位时,MCLKx被选用为所有内部定时,当MCLKR连续工作在高电位
时,器件就处于掉电模式。
11
MCLK
x
发送主时钟,其频率可以是1.536MHz,1.544MHz或2.048MHz,它允许
与MCLKR异步,同步工作能实现最佳性能。
12
BCLK
x
把PCM数据从Dx上移出的位时钟,其频率可从64KHz变至2.048MHz,但
必须与MCLKx同步。
13 Dx
由FSx启动的三态PCM数据输出
14 FSx
发送帧同步脉冲输入,它启动BCLKx,并使Dx上PCM数据移出。
15 TSx
开漏输出,在编码器时隙内为低电平脉冲。
16 ANLB
模拟环回路控制输入,在正常工作时必须置为逻辑“0”,当拉到逻辑“1”时,
发送滤波器和发送前置放大器输出的连接线被断开,而改为和接收功率放大
器的VPO+输出连接。
17 GSx
发送输入放大器的模拟输出。用来在外部调节增益。
18 VFxI-
发送输入放大器的倒相输入。
19 VFxI+
发送输入放大器的非倒相输入。
20 V
BB
负电源引脚,V
BB
=-5V±5℅
3.实验系统工作原理
实验PCM系统的完整电路如图1-6所示。图中发送通道和接收通道的电路见图1-4和图1-5。
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/1463106/bg4.jpg)
图 1-4 发送通道
图 1-5 接收通道
1 2 3 4 5 6
A
B
C
D
654321
D
C
B
A
Title
Number RevisionSize
B
Date: 27-May-2004 Sheet of
File: D:\Program Files\Design Explorer 99\MYWORK\MyDesign.ddbDrawn By:
R002
10K
R001
10K
E001
10uF
R003
10K
R004
10K
-
+
TL084
U001:A
C008
104
7
-12V
6
11
4
5
1
2
3
E002
10uF
R005
10K
AIN
S1P2
+12V
S201
-
+
TL084
+5V
U001:B
E003
10uF
W001
104
1 2 3 4 5 6
A
B
C
D
654321
D
C
B
A
Title
Number RevisionSize
B
Date: 11-Jun-2004 Sheet of
File: D:\Program Files\Design Explorer 99\MYWORK\MyDesign.ddbDrawn By:
R007
47K
R008
103
R006
10K
W002
27K
-
+
C003
6800P
7
6
5
R009
10K
-12V
-
+
+12V
R010
10K
RCVSD-OUT
PCM-O
PAM-OUT
8
11
3
1
CVSD-CH
PCM-CH
PAM-CH
13
5
6
12
2
4
9
10
1B
3B
2B
1CR
4B
3CR
2CR
GND
4CR
4A
3A
2A
1A
Vss
Vcc
U003
4066
C006
104
+5V
E004
10uF
C001
603
C002
603
TL084
U004:B
R011
47K
C102
104
R012
27K
C011
104
C004
6800P
7
14
TP001
1
TL084
U004:A
11
3
4
2
1 2 3 4 5 6
A
B
C
D
654321
D
C
B
A
Title
Number RevisionSize
B
Date: 11-Jun-2004 Sheet of
File: D:\Program Files\Design Explorer 99\MYWORK\MyDesign.ddbDrawn By:
R504
47K
E501
10uF
R501
47K
TP508
TP500
TP506TP505
E502
10uF
R502
47K
AIN
S1P2
S501
2048KHz
DP
R503
10K
发
送
道
通
PCM-IN
TP504
TP501 TP502
PPDKHZ
PCM-OUT
TP503
GND
道
通
收
接
TP507
TP508
TP500
FSR
PDN
DR
CLKSEL
ANLB
TSK
GSX
VFXI-
PCM-IN
MCLKX
VFRO
VFXI+
VPO+
BCLKX
VPO-
VPI
FSX
GNDAVss DX
C502
104PCM-5
10
PCM +5
C501
104
E503
100uF
9
2
11
12
18
Vcc
17
14
13
19
620
7
16
1
8
15
PCM-O
5
3
4
3
1
PPDKHZ
TP3067
U501
PCM +5
2
PCM -5
R506
1K
D501
LED
+5V
-5V
L501
100uH
2
R505
PA
K500
3PIN
K501
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编译码器的工作是由时序电路控制的。在编码电路中,进行取样、量化、编码,译码电路经过译
码低通、放大后输出模拟信号,把这两部分集成在一个芯片上就是一个单路编译码器,它只能为一个
用户服务,即在同一时刻只能为一个用户进行A/D及D/A变换。如果同时有多路信号时分复用,则需
要多个单路编译码器协同工作。
单路编译码器变换后的8位PCM码字是在一个时隙中被发送出去,这个时序号是由A/D控制电路
来决定的,而在其它时隙时编码器是没有输出的。同样在一个 PCM帧里,它的译码电路也只能在一个
由它自己的时序里,从外部接收8位PCM码。单路编译码器的发送时序和接收时序可由外部电路来控
制。只要向A/D控制电路或D/A控制电路发某种命令即可控制单路编译码器的发送时序和接收时序号 ,
从而也可以达到总线交换的目的。不同的单路编译码器对其发送时序和接收时序的控制方式都有所不
同,有些编译码器有二种方式,一种是编程法,即给它内部的控制电路输进一个控制字,分配其时隙 ;
另一种是直接控制,这时它有两个控制端,我们定义为FSx和FSR,它们是周期性的,并且它的周期
和多路PCM的帧周期相同,为125μs,这样,每来一个FSx,编译码器就输出一个PCM码字,每来一
个FSR,编译码器就从外部输入一个PCM码字。
图 1-7 PCM 系统总电路图
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