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1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业实验六实验六 PCM 编译码及编译码及 A/律转换实验律转换实验一、实验目的一、实验目的1、 掌握脉冲编码调制与解调的原理。2、 掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。3、 了解脉冲编码调制信号的频谱特性。4、 熟悉了解 W。二、实验器材二、实验器材1、 主控&信号源模块、1 号、3 号模块各一块2、 双踪示波器一台3、 连接线若干三、实验原理三、实验原理1、实验原理框图图2-11号模块W芯片的PCM编译码实验精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图2-23号模块的PCM编译码实验图2-3A/律编码转换实验2、实验框图说明
2、图2-1中描述的是信号源经过芯片W经行PCM编码和译码处理。W的芯片工作主时钟为2048KHz，根据芯片功能可选择不同编码时钟进行编译码。在本实验的项目一中以编码时钟取64K为基础进行芯片的幅频特性测试实验。图2-2中描述的是采用软件方式实现PCM编译码，并展示中间变换的过程。PCM编码过程是将音乐信号或正弦波信号，经过抗混叠滤波（其作用是滤波3.4kHz以外的频率，防止A/D转换时出现混叠的现象）。抗混滤波后的信号经A/D转换，然后做PCM编码，之后由于G.711协议规定A律的奇数位取反，律的所有位都取反。因此，PCM编码后的数据需要经G.711协议的变换输出。PCM译码过程是PCM编码逆向
3、的过程，不再赘述。A/律编码转换实验中，如实验框图 2-3 所示，当菜单选择为 A 律转律实验时，使用 3 号模块做 A 律编码，A 律编码经 A 转律转换之后，再送至 1 号模块进行律译码。同理，当菜单选择为律转 A 律实验时，则使用 3精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业号模块做律编码，经转 A 律变换后，再送入 1 号模块进行 A 律译码。四、实验步骤四、实验步骤实验项目一实验项目一 测试测试 W 的幅频特性的幅频特性概述概述：该项目是通过改变输入信号频率，观测信号经 W 编译码后的输出幅频特性，了解芯片 W 的相关性能。1、关电，按表格所示进行连线。源端口源端口目的端口目的端口连
4、线说明连线说明信号源：A-OUT模块 1：TH5(音频接口)提供音频信号信号源：CLK模块 1：TH11(编码时钟)提供编码时钟信号信号源：CLK模块 1：TH18(译码时钟)提供译码时钟信号信号源：FS模块 1：TH9(编码帧同步)提供编码帧同步信号信号源：FS模块 1：TH10(译码帧同步)提供译码帧同步信号模块 1：TH8(PCM 编码输出)模块 1：TH7(PCM 译码输入)接入译码输入信号2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】【通信原理】【PCM 编码】【1 号模块】【第一路 PCM编译码方式】【A 律 PCM 编译码】 。调节 W1主控&信号源使信号 A-OUT 输出峰峰值为 3V
5、 左右。3、此时实验系统初始状态为：设置音频输入信号为峰峰值 3V，频率 1KHz 正弦波；PCM 编码及译码时钟 CLK为 64KHz 方波；编码及译码帧同步信号 FS 为 8KHz。4、实验操作及波形观测。（1）调节模拟信号源输出波形为正弦波，输出频率为 50Hz，用示波器观测 A-out，设置 A-out 峰峰值为 3V。（2）将信号源频率从 50Hz 增加到 4000Hz，用示波器接模块 1 的音频输出 2，观测信号的幅频特性。信号源频率为 100Hz:精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业频率为 130Hz:200Hz:360Hz:精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业频率为
6、 1260Hz:2160Hz:精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业3160Hz:频率为 4KHz:精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业注：频率改变时可根据实验需求自行改变频率步进，例如50Hz250Hz间以10Hz的频率为步进，超过250Hz后以100Hz的频率为步进。思考：WPCM编解码器输出的PCM数据的速率是多少？在本次实验系统中，为什么要给W提供64KHz的时钟，改为其他时钟频率的时候，观察的时序有什么变化？答：速率是答：速率是64Kb/s。PCM编码器在同步工作中，对于发送和接收两个方向应当用相同的主时编码器在同步工作中，对于发送和接收两个方向应当用相同的主时钟和位时钟，
7、在这一模式中，钟和位时钟，在这一模式中，MCLKx上必须有时钟信号在起作用，而上必须有时钟信号在起作用，而MCLKR/PDN引脚则起了掉电引脚则起了掉电控制作用。改变其他时钟频率的时候，会接收不到编码信号。控制作用。改变其他时钟频率的时候，会接收不到编码信号。认真分析 W 主时钟与 8KHz 帧收、发同步时钟的相位关系。答答：主时钟与主时钟与 8KHz 帧收同步时钟帧收同步时钟，8KHz 收同步时钟的周期为收同步时钟的周期为 125us,第第 n 个帧同步信号与主时个帧同步信号与主时钟相位相同，第钟相位相同，第 n+1 个帧同步信号与主时钟相位相反。个帧同步信号与主时钟相位相反。实验项目二实验
8、项目二 PCM 编码规则验证编码规则验证概述：概述：该项目是通过改变输入信号幅度或编码时钟，对比观测 A 律 PCM 编译码和律 PCM 编译码输入输出波形，从而了解 PCM 编码规则。1、关电，按表格所示进行连线。源端口源端口目的端口目的端口连线说明连线说明信号源：A-OUT模块 3：TH5(LPF-IN)信号送入前置滤波器模块 3：TH6(LPF-OUT)模块 3：TH13(编码-编码输入)提供音频信号信号源：CLK模块 3：TH9(编码-时钟)提供编码时钟信号信号源：FS模块 3：TH10(编码-帧同步)提供编码帧同步信号模块 3：TH14(编码-编码输出)模块 3：TH19(译码-输入
9、)接入译码输入信号信号源：CLK模块 3：TH15(译码-时钟)提供译码时钟信号信号源：FS模块 3：TH16(译码-帧同步)提供译码帧同步信号2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】【通信原理】【PCM 编码】【3 号模块】【A 律编码观测实验】 。调节 W1主控&信号源使信号 A-OUT 输出峰峰值为 3V 左右。3、此时实验系统初始状态为：设置音频输入信号为峰峰值 3V，频率 1KHz 正弦波；PCM 编码及译码时钟 CLK为 64KHz；编码及译码帧同步信号 FS 为 8KHz。4、实验操作及波形观测。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业（1）以 FS 为触发，观测编码输入波形。示
10、波器的 DIV（扫描时间）档调节为 100us。将正弦波幅度最大处调节到示波器的正中间，记录波形。注意，记录波形后不要调节示波器，因为正弦波的位置需要和编码输出的位置对应。（2）在保持示波器设置不变的情况下，以 FS 为触发观察 PCM 量化输出，记录波形。（3）再以 FS 为触发，观察并记录 PCM 编码的 A 律编码输出波形，填入下表中。整个过程中，保持示波器设置不变。（4）再把 3 号模块设置为【律编码观测实验】 ，重复步骤（1） （2） （3） 。将记录律编码相关波形，填入下表中。A A 律波形律波形律波形律波形帧同步信号编码输入信号PCM 量化输出信号PCM 编码输出信号（5）对比观
11、测编码输入信号和译码输出信号。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业思考1：改变基带信号幅度时，波形是否变化？改变时钟信号频率时，波形是否发生变化？答答:改变基带信号幅度时，波形不发生变化。改变基带信号幅度时，波形不发生变化。改变时钟信号频率时，波形会发生变化。改变时钟信号频率时，波形会发生变化。思考2：当编码输入信号的频率大于3400Hz或小于300Hz时，分析脉冲编码调制和解调波形。答：当编码输入信号的频率大于答：当编码输入信号的频率大于3400Hz或小于或小于300Hz时，脉冲编码调制和解调波形的幅度会时，脉冲编码调制和解调波形的幅度会急剧减小。急剧减小。实验项目三实验项目三 PCM
12、 编码时序观测编码时序观测概述：概述：该项目是从时序角度观测 PCM 编码输出波形。1、连线和主菜单设置同实验项目二。2、用示波器观测 FS 信号与编码输出信号，并记录二者对应的波形。思考：为什么实验时观察到的PCM编码信号码型总是变化的？答答： 因为因为PCM编码时真正的数字编码编码时真正的数字编码， 它将每个通道的指令数字化了它将每个通道的指令数字化了， 比如脉冲有比如脉冲有1ms到到2ms的变化的变化，在在PCM编码里用模数转换成编码里用模数转换成1和和0的数字码的数字码，再发出去再发出去。所以观察到的所以观察到的PCM编码信号码编码信号码型总是变化的。型总是变化的。实验项目四实验项目四
13、 PCM 编码编码 A/律转换实验律转换实验概述：概述：该项目是对比观测 A 律 PCM 编码和律 PCM 编码的波形，从而了解二者区别与联系。1、关电，按表格所示进行连线。源端口源端口目的端口目的端口连线说明连线说明信号源：A-out模块 3：TH5(LPF-IN)信号送入前置滤波器模块 3：TH6(LPF-OUT)模块 3：TH13(编码-编码输入)送入 PCM 编码信号源：CLK模块 3：编码-时钟提供编码时钟信号精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业信号源：FS模块 3：编码-帧同步提供编码帧同步信号模块 3：编码输出模块 3：A/律-in接入编码输出信号模块 3：A/-out模块
14、 1：PCM 译码输入将转换后的信号送入译码单元信号源：CLK模块 1：译码时钟提供译码时钟信号信号源：FS模块 1：译码帧同步提供译码帧同步信号信号源：CLK模块 1：编码时钟提供 W 芯片 PCM 编译码功能所需的其他工作时钟信号源：FS模块 1：编码帧同步2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】【通信原理】【PCM 编码】【3 号模块】【A 转律转换实验】 。再设置【1 号模块】【第一路 PCM 编译码方式】【律 PCM 编译码】 ，使 1 号模块的第一路为律编译码。调节 W1 主控&信号源使信号 A-OUT 输出峰峰值为 3V 左右。3、此时实验系统初始状态为：设置音频输入信号为峰峰值 3V，频率 1KHz 正弦波；PCM 编码及译码时钟 CLK为 64KHz；编码及译码帧同步信号 FS 为 8KHz。4、用示波器对比观测编码输出信号与 A/律转换之后的信号，观察两者的区别，加以总结。再对比观测原始信号和恢复信号。5、设置主控菜单，选择【转 A 律转换实验】，并将 1 号模块对应设置成 A 律译码。然后按上述步骤观测实验波形情况。