脈衝編碼（pcm）及系統實驗
指導老師：曹建忠
姓名：張煜程、黃鴻嘉
學號：110703146、110703113
一、實驗目的
1．加深對pcm編碼工作過程的理解。
2．掌握pcm編、解碼的時序關係。
3．熟悉pcm編、解碼專用積體電路的使用方法及其要求。
4．了解pcm系統的工作過程。
二、實驗內容
1．用示波器觀察兩路音訊訊號的編碼結果，觀察pcm基群訊號。
2．改變音訊訊號的頻率，觀察和測試解碼器輸出訊號幅度變化的情況。
三、實驗原理
1．點到點pcm通訊原理
脈衝調製通訊就是把乙個時間連續、取值連續的模擬訊號變換成時間離散、取值離散的數碼訊號後在通道中進行傳輸。而脈衝編碼調製就是對模擬訊號先進行抽樣後，再對樣值的幅度進行量化、編碼的過程。抽樣是對模擬訊號進行週期性掃瞄，從而把時間上連續的訊號變成時間上離散的訊號。
該模擬訊號經過抽樣後還應當包含原訊號中所有的資訊，也就是說能無失真的恢復原模擬訊號。抽樣速率的下限由抽樣定理確定的，在該實驗中，抽樣速率採用8kbit/s。量化是把經過抽樣得到的瞬時值將其幅度離散，即用一組規定的電平，把瞬時抽樣值用最接近的電平值來表示。
編碼是用一組二進位製碼組來表示每乙個有固定電平的量化值。實際上，量化是在編碼過程中同時完成的，故編碼的過程也稱為模/數變換，記作a/d。
目前，脈衝編碼調製（pcm）技術與增量調製pcm（δm）技術已經在數字通訊系統中得到廣泛應用。當通道雜訊比較小時一般用pcm，否則一般用δm。速率在155mb以下的準同步數字系列（pdh）中，國際上存在a律和u律兩種pcm編譯碼標準系列，在155mb以上的同步數字系列（sdh）中，將這兩個系列統一起來，在同乙個等級上兩個系列的碼速率相同。
點到點pcm通訊原理如圖4-1所示。話音訊號先經過低通濾波其後得到與人的聲音頻率相近的限帶訊號（300∽3400hz），進行脈衝抽樣，變為頻率為8khz的抽樣訊號（即離散的脈衝幅度調製pam訊號），然後將幅度連續的pam訊號用「四捨五入」的辦法量化為有限個幅度取值的訊號，再經過編碼，轉化為二進位製碼。對於**，ccitt規定抽樣速率8hz，每個抽樣值被編成8位碼，即共有28=256個量化值，因而每話路pcm編碼後的標準數碼率為64kb/s。
為了解決均勻量化時訊號量化誤差大、音質差的問題，實際中一般採用不均勻量化的非線性量化方法，即量化特性在小訊號時分層密、量化間隔小，在大訊號時分層疏、量化間隔大。
話音輸入傳送pcm編碼
接收）話音輸出
圖4-1點到點pcm通訊原理
2．pcm編譯碼原理
本實驗採用pcm編譯碼專用大規模積體電路tp3057來完成pcm的編譯碼，實驗原理框圖及其電路原理圖分別如圖4-2、圖4-3所示。撥碼開關sw201用來改變基帶訊號（正弦波）抽樣訊號的相位（pcm編碼時隙，開關k203用來選擇基帶訊號，接1、2腳時，使用內部訊號源提供的正弦波訊號，接2、3腳時，外加基帶訊號從tp206輸入）。
實驗一中時鐘訊號產生部分為兩個pcm編解碼器提供2.048mhz的時鐘訊號和8khz時隙同步訊號。在實際通訊系統中，解碼器的時鐘訊號（即位同步訊號）和時隙同步訊號（即幀同步訊號）應從接收到的資料流中提取，本實驗中將訊號源產生的時鐘訊號及時隙同步訊號直接送給解碼器。
由於時鐘頻率為2.048mhz，抽樣訊號頻率為8khz，故pcm編碼的碼速率為2.048mhz，一幀中有32個時隙，其中29個時隙為空時隙，第0時隙為幀同步碼時隙，第2時隙為訊號a的時隙，第1（或第5、或第7 —由撥碼開關sw201控制）時隙為訊號b的時隙。
本實驗產生的pcm訊號類似於pcm基群訊號，但第16個時隙沒有信令訊號，第0時隙中的訊號與pcm基群中的第0時隙的訊號也不完全相同。
由於兩個pcm編解碼器使用同乙個時鐘訊號，因而可以對它們進行同步復接（即不需要進行碼速調整）。又由於兩個編碼器輸出資料處在不同時隙，故可以對pcm—a和pcm—b進行線或。本實驗中用或門74ls32對pcm—a和pcm—b及幀同步訊號進行復接。
本實驗中是將復接前的pcm編碼訊號直接送入解碼電路，故不需要對pcm進行分接處理。
四、實驗步驟
1．將開關k201、k202、k203接為1、2腳（實驗完畢立即將三個開關接為2、3腳）。
2．接通電源，按下開關k1、k2、k200，使電路工作。
3．調節w001、w002、w003、w004，使tp206處的正弦波頻率在2khz左右且無明顯失真。將撥碼開關sw201的1（選中第1時隙）、3（選中第5時隙）、4（選中第7時隙）位中的任意一位撥上，觀察tp201—tp211處的波形，記錄下來。
4．將撥碼開關sw201的第1位撥上，用雙蹤示波器觀察tp203與tp205處的波形（注意示波器應設定為ch1同步），注意二者的相位關係。將sw201的第3位、第4位分別撥上（特別注意同時只能撥上一位），再觀察兩個波形的相位關係，有什麼變化？記錄下來。
5．觀察tp209處的波形，改變sw201的設定，波形有什麼變化？記錄下來。
6．將k203接2、3腳，將低頻訊號源產生的1khz的正弦波從tp206輸入，示波器的兩個通道分別接tp206和tp210，將輸入訊號幅度分別調大到等於5vp-p和大於5vp-p，觀察滿載和過載時的解碼輸出波形。再將訊號幅度分別衰減到10db、20db、30db、40db，觀察解碼輸出波形（當衰減較大時，解調輸出訊號波形上疊加有明顯的雜訊）。
五、各測量點參考波形
tp201： 2048khz，占空比位50%方波
tp202： 幀同步訊號，8khz脈衝
tp203： 第一路pcm編碼器時隙訊號，8khz脈衝，寬度為1/256khz（撥碼開關sw201的1，3，4位中有且只有一位接通）。
tp204： 第二路pcm編碼時隙訊號，頻率為8khz的脈衝，寬度為1/256khz。
tp205： 幀同步訊號的時隙訊號，頻率為8khz的脈衝，寬度為1/256khz。
tp206: 輸入的基帶訊號，正弦波，頻率由電位器w001控制，頻率應在音訊範圍（300—3400hz）之內
tp207： 第一路pcm編碼訊號。
tp208： 第二路pcm編碼訊號，波形與tp207相同，但相位不同。
tp209： 兩路編碼訊號及幀同步訊號的合路波形（為8位的隨機碼，用帶鎖存的示波器才能看清楚）。
tp210： 第一路pcm解調訊號，波形同tp206 。
tp211： 第二路pcm解調訊號，波形同tp206。
六、實驗儀器儀表
1. 40m數字示波器1臺
2. 現代通訊原理實驗系統實驗箱1臺
3. 三用表1塊
七、實驗結果：（缺失tp210與tp211的波形，由於現代通訊原理實驗系統實驗箱pcm實驗模組的tp210與tp211觸頭接觸不良，輸出解碼波形失真）
tp203與tp202雙蹤（頻率a：8khz和頻率b:8khz）
tp204與tp202雙蹤(頻率a：8khz和頻率b:8khz)
tp205與tp202雙蹤(頻率a：8khz和頻率b:8khz)
tp206(頻率：1.689khz)
tp207(左方向轉，頻率：8.51hz)
tp207(右方向轉，頻率：1.025mhz)
tp209(頻率：408.2khz)
tp208(左方向轉，頻率：8.475khz)
tp208(右方向轉，頻率：1.020mhz)
通訊原理實驗報告PCM
大連理工大學實驗報告 實驗七 pcm編解碼器系統 一 實驗目的和要求 見預習報告 二 實驗內容 pcm編碼器 1.輸出時鐘和幀同步時隙訊號觀測 2.抽樣時鐘訊號與pcm編碼資料測量 pcm解碼器 1.pcm解碼器輸出模擬訊號觀測 三 實驗儀器 1 jh5001通訊原理綜合實驗系統一台 2 20mhz...
通訊原理實驗報告 PCM
pcm 成績 重慶郵電大學通訊與資訊工程學院 通訊原理實驗報告 專業班級 學號姓名 重慶郵電大學通訊與資訊工程學院通訊技術與網路實驗中心制 一 實驗目的 1 掌握脈衝編碼調製與解調的原理。2 掌握脈衝編碼調製與解調系統的動態範圍和頻率特性的定義及測量方法。3 了解脈衝編碼調製訊號的頻譜特性。二 實驗...
通訊原理實驗二
hunan university 課程實驗報告 題目 數字基帶訊號的波形和功率譜密度 學生姓名龍景強 學生學號201308080228 專業班級物聯2班 指導老師杜青松 4.5 單極性不歸零 制訊號6 4.6 單極性不歸零八進位制訊號6 5.6 單極性不歸零八進位制基帶訊號19 1 通過實驗深入理解...