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1、实验十一增量调制编码实验实验A增量调制CVSD ( M )编码实验工作时钟可变状态下AM编码比较实验【实验目的】1 .掌握增量调制编码的基本原理，并理解实验电路的工作过程。2 .了解不同速率的编码，以及低速率编码时的输出波形。【实验环境】1、分组实验：两人一组或者单人2、设备：实验箱一台函数发生器一台示波器一台【实验原理】增量调制是由PCM发展而来的模拟信号数字化的一种编码方式，它是PCM 的一种特例。增量调制编码基本原理是指用一位编码，这一位码不是表示信号抽 样值的大小，而是表示抽样幅度的增量特性，即采用一位二进制数码“1”或“0” 来表示信号在抽样时刻的值相对于前一个抽样时刻的值是增大还是
2、减小，增大则 输出“1”码，减小则输出“0”码。输出的“1”，“0”只是表示信号相对于前一 个时刻的增减，不表示信号的绝对值。实验原理图如图1所示：4,输入的原始模拟波形TP201和增量调制解调后恢复的模拟波形TP803【实验结论】增量调制简称AM或DM,它是继PCM后出现的又一种模拟信号数字传输的方法，可以看成是DPCM的一个重要特例。其目的在于简化语音编码方法。M与PCM虽然都是用二进制代码去表示模拟信号的编码方式。但是，在 PCM中，代码表示样值本身的大小，所需码位数较多，从而导致编译码设备复 杂;而在aM中，它只用一位编码表示相邻样值的相对大小，从而反映出抽样时 刻波形的变化趋势，与样
3、值本身的大小无关。M与PCM编码方式相比具有编译码设备简单，低彼特率时的量化信噪比 高，抗误码特性好等优点。【思考题】1 . ZXM系统的特点及发展前景答：系统的特点是单路信号独用一个编码器，设备简单，单路应用时，不需 要收发同步设备。但在多路应用时，每路独用一套编译码器，所以路数增多是设 备成倍增加。一般适于小容量支线通信，话路上.下方便灵活。目前，随着集成电路的发展，AM的优点已不再那麽显著。在传输语音信号 时，话音清晰度和自然度方面都不如PCM。因此目前在通用多路系统中很少 用或不用4M。AM 一般用在通信容量小和质量要求不十分高的场合以及军事通 信和一些特殊通信中。2 .为什么简单增量
4、调制的抗误码性能优于PCM的？答：在系统中，每一个误码代表造成一个量阶的误差，所以它对误码不太敏 感。故对误码率的要求较低，一般在10-3 - 10-4。而pcm的每一个误码会造成较 大的误差，尤其高位码元，错一位可造成许多量阶的误差（例如，最高位的错码 表示2AM个量阶的误差）。所以误码对PCM系统的影响要比AM系统严重些， 故对误码率的要求较高，一般为IO-1（）-6。由此可见，AM允许用于误码率较高 的信道条件，这是与PCM不同的一个重要条件。工作时钟图1增量调制编码其实验结构框图【实验步骤】按照实验原理图将各功能模块进行连接,逐一进行实验。发送端加入信号源, 最后从接收端还原出信号。(
5、1)用CPLD产生的信号夹道增量调制电路中，测量TP201-TP205各 点的波形，并画出波形。(2)用外加信号源输入音频信号，保持f-800Hz不变，改变信号幅度 再重复观测TP201TP205各点波形。(3)输入音频信号保持幅度不变，改变信号的频率再逐点观测 TP201-TP205各点波形。(4)用外加信号源输入音频信号，保持f=800Hz不变，幅度也保持不 变，而改变工作时钟频率，即由开关K201来选择时钟信号，即：1脚与2脚相连为64KHz;3脚与4脚相连为64KHz；5脚与6脚相连为64KHz; 6脚与7脚相连为64KHz；(5)再观测TP201TP205各点波形，如图所不。并分析测
6、试结果。问 时要注意时间相位关系。【实验记录】1、实验小组及其成员小组名称成员（班级-学号）2、实验数据记录和分析1.外加模拟信号源的输入信号与再生话音信号（积分器输出端信号）2 .外加模拟信号源的输入信号与一致脉冲输出。3 .外加模拟信号源的输入信号与数字信号输出4.工作时钟江苏绿扬电子仪器集团有限公司垂直刻度频率刻度 斯开 FFT |背景颜色|光标测量|通信端口选择SM1 广8M2 /屏| 保存| 调出|打印|退出|你所选择的是通道1波形【思考题】1 . AM与PCM的异同答：4M与PCM都是用二进制代码去表示模拟信号的编码方式。但是，在PCM 中，代码表示样值本身的大小，所需码位数较多，
7、从而导致编译码设备复杂;而 在AM中，它只用一位编码表示相邻样值的相对大小，从而反映出抽样时刻波 形的变化趋势，与样值本身的大小无关。2 .增量调制的基本思想答：一个语音信号，如果抽样速率很高（远大于乃奎斯特速率），抽样间隔很小, 那末相邻样点之间的幅度变化不会很大，相邻抽样值的相对大小（差值）同样能 反映模拟信号的变化规律。若将这些差值编码传输，同样可传输模拟信号所含的 信息。此差值又称“增量”，其值可正可负。这种用差值编码进行通信的方式， 就称为“增量调制（Delta Modulation），缩写为DM或M。实验B连续可变斜率增量调制译码实同等条件下的PCM与4M系统性能比较实验【实验目的
8、】1 .掌握增量调制译码的基本原理，并理解实验电路的工作过程。2 .了解不同速率的译码，以及低速率译码时的输出波形。【实验环境】1、分组实验：两人一组或者单人 2、设备：实验箱一台函数发生器一台 示波器一台【实验原理】TP801TP802系统工作时钟P(t)L 接收数字 信号取 样 量 化斜率极性控制电路TP803积 分 器 电 路低 通 滤 波 器 电 路S(t)1V叭3-K102接地斜率过载检测电路 斜率量值控制电路图2增量调制系统译码器电路结构方框图由发端送来的编码数据信号加至信开关J801的引脚，通过该开关的作用，把信号送到U801 (MC34115)芯片的第13引脚，即接收数据输入端
9、。本系统因 为是译码电路，故置低电平至U801(MC34U5)的15引脚，使模拟输入运算放大 器与移位寄存器断开，而数字输入运算放大器与移位寄存器接通，这样，接收数 据信码经过数字输入运算放大器整形后送到移位寄存器，后面的工作过程与编码 时相同，只是解调信号不再送回第2引脚(ANF端)，而是直接送入后面的积分 网络中，再通过接收通道低通滤波电路滤去高频量化噪声，然后送出话音信号， 推动喇叭。图2是增量调制译码电路结构方框图。虽然增量调制系统的话音质量不如脉冲编码调制PCM数字系统的音质，但 是由于增量调制电路比较简单，能从较低的速率进行编码，通常为1632kbit/s, 再用于单路数字电话通信
10、时，不需要收发端同步，故增量调制系统仍然广泛应用 于数字化音通信系统中，如应用在传输数码率的军事，野外及保密数字电话等方 面，在军队系统中的数字卫星通信地面站设备中，其终端部分的话音编码就是应 用的这种大规模集成电路MC3417, MC3418的连续可变斜率增量调制方式。【实验步骤】1 .单音频信号实验(1)输入一音频信号，频率为800Hz,幅度在2V左右，使发端的编码 其正常工作，用示波器测量该增量调制系统译码器电路 TP801TP803各点波形。并作记录，注意相位关系。(2)在上述实验内容(1)中，保持输入信号的频率不变，而改变输入信 号的幅度，再测量TP801TP803各点波形。并能识别
11、正常编码，起 始编码与过载编码时的波形。2 .话音通信实验(1)单音频信号进行实验系统通信实验，取音频信号频率为lKHz。(2)单音频信号的高低音进行实验系统通信实验，即在音频信号的高低 两端，取频率点分别为300Hz.3400Hz,分别进行实验。(3)输入模拟电话或音乐信号或从S107输入外加模拟信号，进行实验系 统通信实验，在接收端，译码电路的输出端插座K102介入喇叭，即 可放出广播信号或音乐信号进行收发通话，接收端输出语音幅度可 能放大，也可能被减小，幅度可由通信话路终端接收滤波器电路中 的电位器进行调节。如图3所示。话筒P(T)J801F16P 图3本实验系统通信实验【实验记录】L实
12、验小组及其成员小组名称成员（班级-学号）2.实验数据记录和分析L模拟信号输入TP201和积分器的输出TP202江苏绿扬电子仪剧集团有隈公司最大值1.84V是小值1.12V项值1.60V低值-1.04V曜峰值2.96V平均值0.24V均方根1.00V频率0.9G2kHz周期1040.00u$上刷间352.00u$下降时间264.00u$正版宽438.00US负脉宽552.00u$占空比46鼓上升沿延迟640.00US下降沿延迟41600US参数测量波形选择时基延迟BE Zl20O.COus/div0.00s参考幅度偏置CENT2.00v/dv-3.52V垂直亥峻 频率麦岐通信端口选择6 C0M1 r COM2背景颜色你所选择的是通道皴龙2,增量调制后的数字基带信号TP205和TP8033.输入的模拟信号TP201和经过增量调制后的数字基带信号TP205