项目二
实验十一 PCM编译码实验
一、 实验目的
1. 掌握PCM编码原理。
2. 掌握PCM基带信号的形成过程及分接过程。
3. 掌握语音信号PCM编译码系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
二、 实验仪器
1. 双踪示波器一台
2. 通信原理VI型实验箱一台
3. M3：PCM与ADPCM编译码模块和M6数字信号源模块
4. 麦克风和扬声器一套
三、 实验原理及基本内容
1.点到点PCM多路电话通信原理
脉冲编码调制（PCM）技术与增量调制（△M）技术已经在数字通信系统中得到广泛应用。当信道噪声较小时一般用PCM，否则一般用△M。目前速率在155MB以下的准同步数字系列（PDH）中，国际上存在A律和u律两种编译码标准系列，在155MB以上的同步数字系列（SDH）中，将这两个系列统一起来，在同一个等级上两个系列的码速率相同,而△M在国际上无统一标准，但它在通信环境比较恶劣时显示了巨大的优越性。
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PCM编译码实验报告
姓名： 学号： 实验时间： 周 节
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。
二、实验内容
1、 观察脉冲编码调制与解调的结果，分析调制信号与基带信号之间的关系。
2、 改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。
3、 改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。
4、 改变位同步时钟，观测脉冲编码调制波形。
三、实验器材
1、 信号源模块 一块
2、 ②号模块 一块
3、 20M双踪示波器 一台
4、 立体声耳机 一副
5、 连接线 若干
四、实验内容
1、观测PCM编码；
用示波器测量信号源板上“2K同步正弦波”点，调节信号源板上手调电位器W1使输出信号峰-峰值在3V左右。将信号源板上S4设为0100（时钟速率为256K），S5设为0100(时钟速率为2.048M)。用示波器同时观测信号源模块上的“2K同步正弦波”（模拟信号输入）和模块2上“PCMOUT-A”（PCM编码输出）的波形，回答一个模拟信号周期内编了几个码字？
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姓名： 专业： 学号：
PCM/ADPCM编码实验
一、实验目的
1、 了解语音编码的工作原理，验证pcm/adpcm编译码原理。
2、 熟悉pcm/adpcm抽样时钟，编码数据和输入速出时钟之间的关系。
3、 了解pcm/adpcm专用大规模集成电路的工作原理和应用
4、 熟悉语音数字化技术的主要指标及测量方法。
二、实验仪器
1、 JH5001通信原理综合实验系统。
2、 20M双踪示波器。
3、 信号源。
4、 音频信道传输损伤测试仪。
三、实验原理
1、PCM/ADPCM编译码模块中，由收、发两个支路组成，在发送支路上发送信号经U501A运放后放大后，送入U502的2脚进行PCM/ADPCM编码。编码输出时钟为BCLK（256KHz），编码数据从U502的20脚输出（DT_ADPCM1），FSX为编码抽样时钟（8KHz）。编码之后的数据结果送入后续数据复接模块进行处理，或直接送到对方PCM/ADPCM译码单元。在接收支路中，收数据是来自解数据复接模块的信号（DT_ADPCM_MUX），或是直接来自对方PCM/ADPCM编码单元信号（DT_ADPCM2），在接收帧同步时钟FSX（8KHz）与接收输入时钟BCLK（256KHz）的共同作用下，将接收数据送入U502中进行PCM/ADPCM译码。译码之后的模拟信号经运放U501B放大缓冲输出，送到用户接口模块中。
2、各跳线功能如下：
1、跳线开关K501是用于选择输入信号，当K501置于N（正常）位置时，选择来自用户接口单元的话音信号；当K501置于T（测试）位置时选择测试信号。测试信号主要用于测试PCM/ADPCM的编译码特性。测试信号可以选择外部测试信号或内部测试信号，当设置在交换模块内的跳线开关KO01设置在1_2位置（左端）时，选择内部1KHz测试信号；当设置在2_3位置（右端）时选择外部测试信号，测试信号从J005模拟测试端口输入。
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实验四 脉冲编码调制(PCM)实验
一、实验目的
通过本实验,学生应达到以下要求:
1,了解语音信号PCM编译码的工作原理及实现过程.
2,验证PCM编译码原理.
3,初步了解PCM专用大规模集成电路的工作原理和应用.
4,了解语音信号数字化技术的主要指标,学习并掌握相应的测试方法.
二、实验内容
本实验可完成以下实验内容：
n 观察测量PCM调制解调的各种时隙信号
n 观察编译码波形
n 测试动态范围、信噪比和系统频率特性
n 对系统性能指标进行测试和分析
u 系统输出信噪比特性测量
u 编码动态范围和系统动态范围测量
u 系统幅频特性测量
u 空载噪声测量
三、基本原理
脉冲编码(PCM)技术已经在数字通信系统中得到了广泛的应用.十多年来,由于超大规模集成技术的发展,PCM通信设备在缩小体积,减轻重量,降低功耗,简化调试以及方便维护等方面都有了显著的改进.目前,数字电话终端机的关键部件,如编译码器(Codec)和话路滤波器等都实现了集成化.本实验是以这些产品编排的 PCM 编译码系统实验,以期让实验者了解通信专用大规模集成电路在通信系统中应用的新技术.
PCM 数字电话终端机的构成原理如图 4.1 所示.实验只包括虚线框内的部分,故名 PCM编译码实验. 
图4.1 PCM数字电话终端机的结构示意图
1、实验原理和电路说明
PCM编译码系统由定时部分和PCM编译码器构成,电路原理图附于本章后.
u PCM编译码原理
为适应语音信号的动态范围,实用的PCM编译码必须是非线性的.目前,国际上采用的
均是折线近似的对数压扩特性.ITU-T 的建议规定以 13 段折线近似的 A 律(A=87.56)和 15段折线近似的μ律(μ=255)作为国际标准.A 律和μ律的量化特性初始段如图 4.2 和图 4.3所示.A律和μ律的编译码表分别列于表1和表2.(附本章后) 这种折线近似压扩特性的特点是:各段落间量阶关系都是 2 的幂次,在段落内为均匀分层量化,即等间隔16个分层,这些对于用数字电路实现非线性编码与译码是极为方便的.
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一、实验目的
1. 掌握PCM编译码原理。
2. 掌握PCM基带信号的形成过程及分接过程。
3. 掌握语音信号PCM编译码系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
二、 实验仪器
1. 双踪示波器一台
2. 通信原理Ⅵ型实验箱一台
3. M3:PCM与ADPCM编译码模块和M6数字信号源模块
4. 麦克风和扬声器一套
三、基本原理
1. 点到点PCM多路电话通信原理
脉冲编码调制(PCM)技术与增量调制(ΔM)技术已经在数字通信系统中得到广泛应用。当信道噪声比较小时一般用PCM，否则一般用ΔM。目前速率在155MB以下的准同步数字系列(PDH)中，国际上存在A律和μ律两种PCM编译码标准系列，在155MB以上的同步数字系列(SDH)中，将这两个系列统一起来，在同一个等级上两个系列的码速率相同。而ΔM在国际上无统一标准，但它在通信环境比较恶劣时显示了巨大的优越性。
点到点PCM多路电话通信原理可用图11-1表示。对于基带通信系统，广义信道包括传输媒质、收滤波器、发滤波器等。对于频带系统，广义信道包括传输媒质、调制器、解调器、发滤波器、收滤波器等。
图11-1 点到点PCM多路电话通信原理框图
本实验模块可以传输两路话音信号。采用MC145503编译器，它包括了图11-1中的收、发低通滤波器及PCM编译码器。编码器输入信号可以是本实验系统内部产生的正弦信号，也可以是外部信号源的正弦信号或电话信号。本实验模块中不含电话机和混合电路，广义信道是理想的，即将复接器输出的PCM信号直接送给分接器。
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实 验 报 告
课程名称： 程控交换原理
实验项目： 用户话路PCM编译码实验
姓 名：
专 业：
班 级： 学 号： 网络工程
计算机科学与技术学院
实验教学中心
2014 年 4 月 29日
一、实验目的
1．掌握PCM编译码器在程控交换机中的作用；
2．熟悉单片PCM编译码集成电路TP3057的电路组成和使用方法；
3．观测TP3057各测量点的工作波形。
二、实验内容
PCM编译码器在程控交换机中的作用
三、实验用设备仪器及材料
双踪示波器，RZ8643实验箱，两部电话机
四、实验原理及接线
在PCM脉冲编码调制中，话音信号先经防混叠低通滤波器，然后进行脉冲抽样，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信号用类似“四舍五入”办法量化为有限个幅度取值的信号，再经编码后转换成二进制码。对于电话。CCITT规定抽样率为8KHz，每抽样值编8位码，即共有28=256个量化值，因而每话路PCM编码后的标准数码率是64kb/s。此芯片的压缩特性是A律十三折线非均匀量化编码，常应用于PCM 30/32路系统中。一般以2.048Mbit/s的速率来传送信息（可容纳32路PCM编码）。它的发送时序与接收时序直接受U01产生的脉冲信号FSX和FSR 控制。单路PCM编码数据是在某一个确定的时序中被发送出去，而在其它时序编码器是没有输出的。同样在一个PCM 帧里，单路PCM译码能在某一个确定的时序里，接收8位PCM 码。
由于四路数字电话用户的PCM编译码电路的原理图都是一样的，因此只对电话A进行说明，其它各路电路和测试点对应相同。
电话A用户端的PCM编译码的组成方框图如图6-1所示。电话语音信号，经过二/四线转换后分为发送和接收部分。电话发送部分的去话语音信号由1VT，经过PCM编码器转换成数字信号经TP304送往数字交换网络；电话来话的数字信号经TP305（即来自数字交换网络）及PCM译码器转换成模拟语音信号并经1VR送往电话用户接口电路的接收部分。
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