《通信原理》课程教学资源（实验指导）脉冲调制解调实验

实验二抽脉冲调制解调实验抽样定理与PAM调制解调实验实验内容1.抽样定理实验2.脉冲幅度调制（PAM）及系统实验一.实验目的1.通过脉冲幅度调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的特点。2．通过对电路组成、波形和所测数据的分析，加深理解这种调制方式的优缺点。二.实验电路工作原理抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。抽样过程是模拟信号数字化的第一步，抽样性能的优劣关系到通信设备整个系统的性能指标。利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为抽样，抽样后的信号称为脉冲幅度（PAM）信号。抽样定理指出：一个频带受限信号m（t)，如果它的最高频率为fh，则可以唯一地由频率等于或大于2fh的样值序列所决定。在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原始信号的全部信息，并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原始信号。在抽样定理实验中，采用标准的8KHz抽样频率，并通过外加各种模拟信号来代替实际语音信号。请同学们在实验开始动手前认真阅读理论教材和实验教材，深入理解实验原理图，以更好掌握好该项实验。（一）电路组成脉冲幅度调制实验系统如图4-1所示，由输入电路、调制电路、脉冲发生电路、解调滤波电路、功放输出电路等五部分组成，如图4-2所示。K601PAM调制电路21PAM确调（低通滤波）放大电路0H1话音输入39抽样脉冲产生电路取样保持电路图4-1脉冲振幅调制电路原理框图13

实验二 抽脉冲调制解调实验 13 取样保持电路 PAM解调（低通滤波） 抽样脉冲产生电路 话音输入 放大电路 PAM调制电路 2 1 3 K601 抽样定理与 PAM 调制解调实验 实验内容 1.抽样定理实验 2.脉冲幅度调制（PAM）及系统实验 一.实验目的 1. 通过脉冲幅度调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的特点。 2. 通过对电路组成、波形和所测数据的分析，加深理解这种调制方式的优缺点。 二.实验电路工作原理 抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。抽样过程是模拟信号 数字化的第一步，抽样性能的优劣关系到通信设备整个系统的性能指标。利用抽样脉冲把 一个连续信号变为离散时间样值的过程称为抽样，抽样后的信号称为脉冲幅度（PAM）信 号。抽样定理指出：一个频带受限信号 m(t)，如果它的最高频率为 fh,则可以唯一地由频 率等于或大于 2fh 的样值序列所决定。在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原始信 号的全部信息，并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原始信号。在抽样定理实验中， 采用标准的 8KHz 抽样频率，并通过外加各种模拟信号来代替实际语音信号。请同学们在 实验开始动手前认真阅读理论教材和实验教材，深入理解实验原理图，以更好掌握好该项 实验。 （一）电路组成 脉冲幅度调制实验系统如图 4-1 所示，由输入电路、调制电路、脉冲发生电路、解调 滤波电路、功放输出电路等五部分组成，如图 4-2 所示。 图 4-1 脉冲振幅调制电路原理框图

实验二抽脉冲调制解调实验（二）实验电路工作原理1.输入电路该电路由发送放大电路组成。该电路还用于PCM、增量调制编码电路中。电路电原理图如4-2所示。2.PAM调制电路调制电路见图4-2。它是利用CD4066开关特性完成抽样实验的，抽样输出的信号中不含有直流分量。输出负载端，接有取样保持电路，由R605、C602以及R607等组成，由开关K601来控制，在做调制实验时，K601的2端与3端相连，能观察其取样定理的波形。在做系统实验时，将K601的1端与2端相连，即与解调滤波电路连通。3.脉冲发生电路该部分电路详见图4-2所示，主要有两种抽样脉冲，一种由555及其它元件组成，这是一个单谐振荡器电路，能产生极性、脉宽、频率可调的方波信号，可通过调节电位器W601实现输出脉冲频率的变化，以便用来验证取样定理，另一种由CPLD产生的8KHz抽样脉冲，这两种抽样脉冲通过开关K602来选择。可在TP603处很方便地观测到脉冲频率变化情况和输出的脉冲波形。注意实验时，用8KHz抽样脉冲效果较好，而且便于稳定观察。4.PAM解调与滤波电路解调滤波电路由集成运放电路TL084组成。组成了一个二阶有源低通滤波器，其截止频率设计在3.4KHz左右，因为该滤波器有着解调的作用，因此它的质量好坏直接影响着系统的工作状态。该电路还用在接收通道电路中。5.功放输出电路功放电路主要用来放大输出信号，提高解调后的音频信号输出功率。该电路选用了常见的小功率运放LM386，配以少量的外围元件来完成。放大后的音频信号由喇叭作为负载输出。喇叭输出时应将K102短接1-2。三.实验内容1.抽样定理实验2.脉冲幅度调制（PAM）及系统实验四.实验步骤及注意事项1.脉冲幅度调制实验步骤14

实验二 抽脉冲调制解调实验 14 （二）实验电路工作原理 1.输入电路 该电路由发送放大电路组成。该电路还用于 PCM、增量调制编码电路中。电路电原理 图如 4-2 所示。 2.PAM 调制电路 调制电路见图 4-2。它是利用 CD4066 开关特性完成抽样实验的,抽样输出的信号中不 含有直流分量。 输出负载端，接有取样保持电路，由 R605、C602 以及 R607 等组成，由开关 K601 来 控制，在做调制实验时，K601 的 2 端与 3 端相连，能观察其取样定理的波形。在做系统实 验时，将 K601 的 1 端与 2 端相连，即与解调滤波电路连通。 3.脉冲发生电路 该部分电路详见图 4-2 所示，主要有两种抽样脉冲，一种由 555 及其它元件组成，这 是一个单谐振荡器电路，能产生极性、脉宽、频率可调的方波信号，可通过调节电位器 W601 实现输出脉冲频率的变化，以便用来验证取样定理，另一种由 CPLD 产生的 8KHz 抽样脉冲， 这两种抽样脉冲通过开关 K602 来选择。可在 TP603 处很方便地观测到脉冲频率变化情况 和输出的脉冲波形。注意实验时，用 8KHz 抽样脉冲效果较好，而且便于稳定观察。 4.PAM 解调与滤波电路 解调滤波电路由集成运放电路 TL084 组成。组成了一个二阶有源低通滤波器，其截止 频率设计在 3.4KHz 左右，因为该滤波器有着解调的作用，因此它的质量好坏直接影响着 系统的工作状态。该电路还用在接收通道电路中。 5.功放输出电路 功放电路主要用来放大输出信号，提高解调后的音频信号输出功率。该电路选用了常 见的小功率运放 LM386，配以少量的外围元件来完成。放大后的音频信号由喇叭作为负载 输出。喇叭输出时应将 K102 短接 1-2。 三.实验内容 1.抽样定理实验 2.脉冲幅度调制（PAM）及系统实验 四.实验步骤及注意事项 1.脉冲幅度调制实验步骤

实验二抽脉冲调制解调实验用示波器在TP601处观察，以该点信号输出幅度不失真时为好，如有削顶失真则减小外加信号源的输出幅度或调节W108。在TPP603处观察其取样脉冲信号。改变电位器W601，再用示波器观察TP602该点波形。做详细记录、绘图。2.PAM通信系统实验步骤(1)J106选择“同步输入”J104选择“PAMIN”，J105选择”PAM0UT”(2)将K602的2端和3端相连，为CPLD产生的8KHz抽样时钟脉冲，用示波器观测TP601～TP604各点波形，并做详细记录、绘图。(3)将K602的1端和2端相连，然后电位器W601，即改变抽样频率fsr，使f>fsr、f。=2fsrf。<2fsr，在TP603处用示波器观测系统输出波形，以判断和验证取样定理在系统中的正确性，同时做详细记录和绘图，记下在系统通信状态下的奈奎斯特速率。并分析比较。（4）在TP111处用示波器观察话音输出波形，通过喇叭听话音，感性判断该系统对话音信号的传输质量。3.脉冲幅度调制实验注意事项验证取样定理时，有时会产生不同步现象，在示波器中观察不到稳定的信号。此时可适当调整外加信号频率，使之同步，有时需要反复耐心地调整才能观察到。特别当观察f。≤2fsr时，注意判断区别临界状态时的波形及频率，并记下奈氏（Nyquist）速率。五.测量点说明TP601：若外加信号幅度过大，则被限幅电路限幅成方波了，因此信号波形幅度尽量小一些，一般实验时正弦波的峰峰值调节到1V左右，请同学们一定要注意。方法是：调节通信话路终端发送放大电路中的电位器W108。TP602：抽样脉冲波形输出，其抽样脉冲波形由抽样时钟电路（在TP603处观察)决定，在抽样时钟电路里，可通过调节电位器W601，达到改变时钟的频率，此时跳线K602跳到1-2，为555产生的时钟。。TP603：抽样时钟信号输出，当K602短接1-2时，为555振荡产生的抽样信号，抽样频率可调节电位器W601：另一种抽样时钟为CPLD可编程模块产生的8KHz的固定时钟脉冲，此时开关K602选择短接2-3。TP604：收端PAM调制信号，保持输出，开关K601的1脚与2脚相接。TP111：为PAM解调信号，波形还原的好坏与抽样时钟的频率有关15

实验二 抽脉冲调制解调实验 15 用示波器在 TP601 处观察，以该点信号输出幅度不失真时为好，如有削顶失真则减小 外加信号源的输出幅度或调节 W108。在 TPP603 处观察其取样脉冲信号。改变电位器 W601， 再用示波器观察 TP602 该点波形。做详细记录、绘图。 2.PAM 通信系统实验步骤 (1)J106 选择“同步输入”J104 选择“PAM IN”，J105 选择” PAM OUT”. (2)将 K602 的 2 端和 3 端相连，为 CPLD 产生的 8KHz 抽样时钟脉冲，用示波器观测 TP601～ TP604 各点波形，并做详细记录、绘图。 (3)将 K602的 1端和 2端相连，然后电位器 W601，即改变抽样频率 fsr，使 f＞fsr、 fc =2fsr、 fc＜2fsr，在 TP603 处用示波器观测系统输出波形，以判断和验证取样定理在系统中的正确 性，同时做详细记录和绘图，记下在系统通信状态下的奈奎斯特速率。并分析比较。 (4)在 TP111 处用示波器观察话音输出波形，通过喇叭听话音，感性判断该系统对话音 信号的传输质量。 3.脉冲幅度调制实验注意事项 验证取样定理时，有时会产生不同步现象，在示波器中观察不到稳定的信号。此时可 适当调整外加信号频率，使之同步，有时需要反复耐心地调整才能观察到。特别当观察 fc  2fsr 时，注意判断区别临界状态时的波形及频率，并记下奈氏（Nyquist）速率。 五.测量点说明 TP601：若外加信号幅度过大，则被限幅电路限幅成方波了，因此信号波形幅度尽量 小一些，一般实验时正弦波的峰峰值调节到 1V 左右，请同学们一定要注意。 方法是：调节通信话路终端发送放大电路中的电位器 W108。 TP602：抽样脉冲波形输出，其抽样脉冲波形由抽样时钟电路(在 TP603 处观察)决 定，在抽样时钟电路里，可通过调节电位器 W601，达到改变时钟的频率，此 时跳线 K602 跳到 1-2，为 555 产生的时钟。 TP603：抽样时钟信号输出，当 K602 短接 1-2 时，为 555 振荡产生的抽样信号，抽样 频率可调节电位器 W601；另一种抽样时钟为 CPLD 可编程模块产生的 8KHz 的 固定时钟脉冲，此时开关 K602 选择短接 2-3。 TP604：收端 PAM 调制信号，保持输出，开关 K601 的 1 脚与 2 脚相接。 TP111：为 PAM 解调信号，波形还原的好坏与抽样时钟的频率有关

实验二抽脉冲调制解调实验W601IOKoWdTP60R609-orE60210u1P1R60822KR60710KTP602R606R6051001003KNGCINE00A83318体认认筑协保保限E603_E604-10uF+10uF7-K6o3PINE601P10uFK600SWDPSTTP601R603一100-NIWATP60316

实验二 抽脉冲调制解调实验 16 VCC6 VCC K600 SW DPST R601 1K D600 LED K602 3PIN K601 3PIN E601 10uF E602 10uF R607 10K R605 3K C602 6800P 1 2 3 图理 PAM-IN PAM-OUT 1 2 3 PAM8K R603 100 R606 100 R609 100 5 6 U602C 74LS04 9 8 U602D 74LS04 1 TP601 1 TP602 1 TP604 1A 1 2A 3 3A 8 4A 11 1CR 13 2CR 5 3CR 6 4CR 12 1B 2 2B 4 3B 9 4B 10 VCC 14 VSS 7 U601 CD4066 R604 10K VCC6 GND 8 1 5 2 4 3 7 6 U603 555 C601 333 W601 10K VCC6 GND R608 22K 1 2 U602A 74LS04 3 4 GND 7 VCC 14 U602B 74LS04 R602 100 XF8 1 TP603 E603 10uF E604 10uF GND VCC6 图 4-2 PAM 抽样定理电原理图

实验二抽脉冲调制解调实验脉冲编码调制PCM实验内容1.用同步的简易信号观察A律PCM八比特编码的实验2.脉冲编码调制（PCM）及系统实验一。实验目的1.加深对PCM编码过程的理解。2.熟悉PCM编、译码专用集成芯片的功能和使用方法3.了解PCM系统的工作过程。二：实验电路工作原理（一）PCM基本工作原理脉冲调制就是把一个时间连续、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后在信道中传输。脉码调制就是对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化、编码的过程。所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。在该实验中，抽样速率采用8Kbit/s。所谓量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。一个模拟信号经过抽样量化后，得到已量化的脉冲幅度调制信号，它仅为有限个数值。所谓编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。然而，实际上量化是在编码过程中同时完成的，故编码过程也称为模/数变换，可记作A/D。由此可见，脉冲编码调制方式就是一种传递模拟信号的数字通信方式。PCM的原理如图6-1所示。话音信号先经防混叠低通滤波器，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规定抽样率为8KHz，每抽样值编8位码，即共有2=256个量化值，因而每话路PCM编码后的标准数码率是64kb/s。为解决均匀量化时小信号量化误差大、音质差的问题，在实际中采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法，即量化特性在小信号时分层密、量化间隔小，而在大信号时分层疏、量化间隔大，如图6一2所示。在实际中广泛使用的是两种对数形式的压缩特性：A律和μ律。A律PCM用于欧洲和我国，μ律用于北美和日本。它们的编码规律如图6-3所示。图中给17

实验二 抽脉冲调制解调实验 17 脉冲编码调制 PCM 实验内容 1.用同步的简易信号观察 A 律 PCM 八比特编码的实验 2.脉冲编码调制（PCM）及系统实验 —. 实验目的 1.加深对 PCM 编码过程的理解。 2.熟悉 PCM 编、译码专用集成芯片的功能和使用方法。 3.了解 PCM 系统的工作过程。 二. 实验电路工作原理 （一） PCM 基本工作原理 脉冲调制就是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数 字信号后在信道中传输。脉码调制就是对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化、编码的过 程。 所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的 信号。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原 模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。在该实验中，抽样速率采用 8Kbit/s。 所谓量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬 时抽样值用最接近的电平值来表示。 一个模拟信号经过抽样量化后，得到已量化的脉冲幅度调制信号，它仅为有限个数值。 所谓编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。然而，实际上 量化是在编码过程中同时完成的，故编码过程也称为模/数变换，可记作 A/D。 由此可见，脉冲编码调制方式就是一种传递模拟信号的数字通信方式。 PCM 的原理如图 6-1 所示。话音信号先经防混叠低通滤波器，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 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。为解决均匀量化时小信号量化误差大、音质差的问题，在实际 中采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法，即量化特性在小信号时分层密、量化间隔 小，而在大信号时分层疏、量化间隔大，如图 6—2 所示。 在实际中广泛使用的是两种对数形式的压缩特性：A 律和律。 A 律 PCM 用于欧洲和我国，律用于北美和日本。它们的编码规律如图 6-3 所示。图中 给

实验二抽脉冲调制解调实验PCM信号发送话音输入抽样量化编码放大m(发送)信道(接收）低通话音输出解调解码再生滤波图6-1PCM的原理框图VotVol11AuA=jμ=000Vi11Vi图6-2A律与u律的压缩特性(b)(a)(1)符号：幅度码(1)符号：幅度码(2)A律编码(3)μ律编码1111111110000000111111111010101011110000100011111111000010100101111000001001111111100000101101011101000010101111110100001000010111000000101111111100000010010101101100001100111110110000111001011010000011101111101000001111010110010000110111111001000011000101100000000111111110000000110101010000000001101111000100000100010100010000010111110010000001110101001000000011000001001111011001010011000000111111010000000001010101000000001011110101000000000101010100000001111101100000001101010110000001110000000011110010010101110000011111110000000000101010-2.115V-1.207V0V+1.207V+2.115-2.5V-1.25V0V+1.25V+2.5VB11 7-0B11 7-0MSB LSBMSB LSB输入信号电压输入信号电压图 6-3 PCM编码方式18

实验二 抽脉冲调制解调实验 18 话音输出 话音输入 解码 量化 滤波 低通 解调 (接收) (发送) 抽样 信道 再生 PCM信号 编码 发送 放大 0 l A Vo l Vi A=j 0 Vo l l Vi μ μ=0 (a) (b) 图 6-1 PCM 的原理框图 图 6-2 A 律与律的压缩特性 图 6-3 PCM 编码方式 图 6-3 PCM 编码方式 输入信号电压 -2.115V 01110000 MSB LSB B11 7-0 00010000 01000000 01100000 01010000 00110000 00100000 10010000 00000000 10000000 10100000 10110000 11100000 11000000 11010000 11110000 11111111 00000000 01111111 +1.207V 输入信号电压 -1.207V 0V +2.115 B11 7-0 MSB LSB -2.5V -1.25V 10000000 10001111 10011111 10101111 10111111 11001111 11101111 11011111 01111111 01101111 01011111 01001111 00111111 00101111 00011111 00001111 10110000 10100000 10000000 00010000 10010000 00110000 01000000 01100000 01110000 01010000 00100000 11111111 11110000 11010000 11000000 11100000 00101010 0V +1.25V +2.5V 01110101 00000101 00100101 00110101 00010101 01100101 11000101 01000101 11010101 11110101 11100101 10110101 10010101 10000101 10100101 10101010 (1)符号：幅度码 (1)符号：幅度码 (3)μ律编码 (2)A律编码

实验二抽脉冲调制解调实验出了信号抽样编码字与输入电压的关系，其中编码方式（1）为符号/幅度数据格式，Bit7表示符号位，Bit6～0表示幅度大小；（2）为A律压缩数据格式，它是（1）的ADI（偶位反相）码：（3）为μ律压缩数据格式，它是由（1）的Bit6～0反相而得到，通常为避免00000000码出现，将其变成零抑制码00000010。对压缩器而言，其输入输出归一化特性表示式为：[AV1A律：(0≤V/≤-1+In AAVo=1+ In(AV)(≤i≤1)1+InAAμ律：V - I+Ind+a)(1≤V,≤1)In(1 + μ)（二）PCM编译码电路TP3067芯片介绍1.编译码器的简单介绍模拟信号经过编译码器时，在编码电路中，它要经过取样、量化、编码，如图6-4(a)所示。到底在什么时候被取样，在什么时序输出PCM码则由AD控制来决定，同样PCM码被接收到译码电路后经过译码、低通滤波、放大，最后输出模拟信号，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。编码器把模拟信号变换成数字信号的规律一般有二种，一种是H律十五折线变换法，它一般用在PCM24路系统中，另一种是A律十三折线非线性交换法，它一般应用于PCM30\32路系统中，这是一种比较常用的变换法.模拟信号经取样后就进行A律十三折线变换，最后变成8位PCM码，在单路编译码器中，经变换后的PCM码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，即对一个单路编译码器来说，它在一个PCM顿里只在一个由它自己的A→D控制电路决定的时隙里输出8位PCM码，同样在一个PCM顿里，它的译码电路也只能在一个由它自己的D--A控制电路决定的时序里，从外部接收8位PCM码。其实单路编译码器的发送时序和接收时序还是可由外部电路来控制的，编译码器的发送时序由A→D控制电路来控制。我们定义为FSx和FSr，要求FSx和FSr是周期性的，并且它的周期和PCM的周期要相同，都为125μS，这样，每来一个FSx，其Codec就输出一个PCM码，每来一个FSr，其Codec就从外部输入一个PCM码。图6-4(b)是PCM的译码电路方框图，工作过程同图6-4(a)相反，因此就不再讨论了。19

实验二 抽脉冲调制解调实验 19 出了信号抽样编码字与输入电压的关系，其中编码方式（1）为符号/幅度数据格式，Bit7 表示符号位，Bit6～0 表示幅度大小；（2）为 A 律压缩数据 格式，它是（1）的 ADI（偶 位反相）码；（3）为律压缩数据格式，它是由（1）的 Bit6～0 反相而得到，通常为避 免 00000000 码出现，将其变成零抑制码 00000010。对压缩器而言，其输入输出归一化特 性表示式为: A 律: μ律: (二)PCM 编译码电路 TP3067 芯片介绍 1.编译码器的简单介绍 模拟信号经过编译码器时，在编码电路中，它要经过取样、量化、编码，如图 6-4(a) 所示。到底在什么时候被取样，在什么时序输出 PCM 码则由 A→D 控制来决定，同样 PCM 码被接收到译码电路后经过译码、低通滤波、放大，最后输出模拟信号，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。 编码器把模拟信号变换成数字信号的规律一般有二种，一种 是μ律十五折线变换法，它一般用在 PCM24 路系统中，另一种是 A 律十三折线非线性交换 法，它一般应用于 PCM 30\32 路系统中，这是一种比较常用的变换法.模拟信号经取样后 就进行 A 律十三折线变换，最后变成 8 位 PCM 码，在单路编译码器中，经变换后的 PCM 码 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，即对一个单路编译码器来说，它在一个 PCM 帧里只在一个由它自己 的 A→D 控制电路决定的时隙里输出 8 位 PCM 码，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 D-A 控制电路决定的时序里，从外部接收 8 位 PCM 码。其实单路 编译码器的发送时序和接收时序还是可由外部电路来控制的，编译码器的发送时序由 A→D 控制电路来控制。我们定义为 FSx 和 FSr，要求 FSx 和 FSr 是周期性的，并且它的周期和 PCM 的周期要相同，都为 125μS，这样，每来一个 FSx，其 Codec 就输出一个 PCM 码，每 来一个 FSr，其 Codec 就从外部输入一个 PCM 码。 图 6-4(b)是 PCM 的译码电路方框图，工作过程同图 6-4(a)相反，因此就不再讨论了。            A AV A AV V 1 ln 1 ln( ) 1 ln 1 1 0 1) 1 ( ) 1 (0 1 1     V A A V ln(1 ) 1 ln(1 )1 0       V V (1 1)  V1 

实验二抽脉冲调制解调实验PCM码低通译码PCM码模拟信号取样量化放大上寸编码模拟信号D-A控制A-D控制图6-4A/D及D/A电路框图2.本实验系统编译码器电路的设计我们所使用的编译码器是把编译码电路和各种滤波器集成在一个芯片上，它的框图见图6一5所示。该器件为TP3067。图6-6是它的管脚排列图。具体的同学们可以通过网络查阅该芯片的PDF。GSXR2ANLB（模拟环回路控制入）1716VFXI-拟入R118轩VFXI+19开类出容S/HRC有VPO+DAC滤波滤波器VPO-XNT桂割13墨羅DXR3罗辑OE比效器VPIR4RE开类出客8RC有源SADRVFRO滤波器滤波器CLK115TSX定时和控制+5V-5V10124MCLKXMCLKRVCCVBBGNDABCLKR/FSRFSX/PDNBCLKXCLKSEL图6-5TP3067逻辑方框图20

实验二 抽脉冲调制解调实验 20 TSX DR DX GNDA VPO- +5V -5V VCC VBB R4 R3 + 拟入 VPO+ VFXI+ VFXI￾R1 R - + - R2 17 A/D XMT 定时和控制 /PDN MCLKX MCLKR 滤波器 RC有源 基准电压 低 通 滤波器 比效器 开关电容 BCLKX CLKSEL BCLKR/ FSR FSX DAC S/H 逻辑 控制 REG CLK RCV OE REG 滤波器 RC有源 滤波器 开关电容 带 通 ANLB（模拟环回路控制入） DAC S/H 零逻辑 自动 13 8 15 6 20 2 11 10 12 9 7 14 18 19 1 3 4 5 GSX 16 VPI VFRO 图 6-4（a） A→D 电路 图 6-4（b） D→A 电路 图 6-4 A/D 及 D/A 电路框图 2.本实验系统编译码器电路的设计 我们所使用的编译码器是把编译码电路和各种滤波器集成在一个芯片上，它的框图见 图 6－5 所示。该器件为 TP3067。图 6-6 是它的管脚排列图。具体的同学们可以通过网络 查阅该芯片的 PDF。 图 6-5 TP3067 逻辑方框图 模拟信号 模拟信号 A-D控制 取样 量化 编码 PCM码 D-A控制 放大 低通 PCM码 译码

实验二抽脉冲调制解调实验3.引脚符号符号功能VPO+VBB20VPO+接收功率放大器的同相输出GNDA2VFXI+19GNDA模拟地，所有信号均以该引脚为参考点VPO-VFXI-183VPO-接收功率放大器的倒相输出VPIGSX17VPI接收功率放大器的倒相输入ANLBVFRO16VFRO接收滤波器的模拟输出TsxVCC156VCC正电源引脚，VCC=+5V士5%FSXFSR714FSR接收顿同步脉冲，FSR为8kHz脉冲序列。DXDR13DR接收顿数据输入.PCM数据随着FSR前沿移入DRBCLKR/CLKSELBCLKX12MCLKXBCLKR\CLKSEL在FSR的前沿后把数据移入DR的MCLKR/PDN1011位时钟，其频率可从.64kHz.至2.48MHzMCLKRIPDN接收主时钟，其频率可以为1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz图6-6TP3067管脚排列图MCLKX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。BCLKXPCM数据从DX上移出的位时钟，频率从64kHz至2.048MHz，必须与MCLKX同步。DX由FSX启动的三态PCM数据输出。FSX发送帧同步脉冲输入，它启动BCLKX并使DX上PCM数据移到DX上。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，发送滤波器和前置放大器输出被断开，改为和接收功率放大器的VPO+输出连接。GSX发送输入放大器的模拟输出。用来在外部调节增益。VFXI-发送输入放大器的倒相输入。VFXI+发送输入放大器的非倒相输入。VBB负电源引脚，VBB=-5V±5%。4.PCM编译码电路PCM编译码电路所需的工作时钟为2.048MHz，FSR、FSX的顺同步信号为8KHz窄脉冲，图6-7是短顺同步定时波形图，图6-8是时钟电路测量点波形图，图6-9是它的电原理图：图6-10是PCM编译码电路的波形图。在本实验中选择A律变换，以2.048Mbit/s的速率来传送信息，信息顿为无信令帧它的发送时序与接收时序直接受FSX和FSR控制。还有一点，编译码器一般都有一个PDN21

实验二 抽脉冲调制解调实验 21 10 MCLKR/PDN 1 BCLKR/CLKSEL DR 9 8 FSR VCC 7 6 3 VFRO VPI 4 5 VPO￾GNDA 2 VPO+ MCLKX 11 20 BCLKX DX 13 12 15 14 FSX TSX VFXI+ ANLB 18 16 17 GSX 19 VBB VFXI- 3.引脚符号 符号 功 能 VPO+ 接收功率放大器的同相输出 GNDA 模拟地，所有信号均以该引脚为参考点 VPO- 接收功率放大器的倒相输出 VPI 接收功率放大器的倒相输入 VFRO 接收滤波器的模拟输出 VCC 正电源引脚，VCC = +5V 士 5% FSR 接收帧同步脉冲，FSR 为 8kHz 脉冲序列。 DR 接收帧数据输入.PCM 数据随着 FSR 前沿移入 DR BCLKR\CLKSEL 在 FSR 的前沿后把数据移入 DR 的 位时钟，其频率可从 64kHz 至 2.48MHz。 MCLKR\PDN 接收主时钟，其频率可以为 1.536MHz、 1.544MHz 或 2.048MHz. 图 6-6 TP3067 管脚排列图 MCLKX 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。 BCLKX PCM 数据从 DX 上移出的位时钟，频率从 64kHz 至 2.048MHz，必须与 MCLKX 同 步。 DX 由 FSX 启动的三态 PCM 数据输出。 FSX 发送帧同步脉冲输入，它启动 BCLKX 并使 DX 上 PCM 数据移到 DX 上。 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， 发送滤波器和前置放大器输出被断开，改为和接收功率放大器的 VPO+ 输出连 接。 GSX 发送输入放大器的模拟输出。用来在外部调节增益。 VFXI- 发送输入放大器的倒相输入。 VFXI+ 发送输入放大器的非倒相输入。 VBB 负电源引脚，VBB = -5V ± 5% 。 4.PCM 编译码电路 PCM 编译码电路所需的工作时钟为 2.048MHz， FSR、FSX 的帧同步信号为 8KHz 窄脉冲， 图 6-7 是短帧同步定时波形图，图 6-8 是时钟电路测量点波形图，图 6-9 是它的电原理图， 图 6-10 是 PCM 编译码电路的波形图。 在本实验中选择 A 律变换，以 2.048Mbit/s 的速率来传送信息，信息帧为无信令帧， 它的发送时序与接收时序直接受 FSX 和 FSR 控制。还有一点，编译码器一般都有一个 PDN

实验二抽脉冲调制解调实验降功耗控制端，PDN=O时，编译码能正常工作，PDN=1时，编译码器处于低功耗状态，这时编译码器其它功能都不起作用，我们在设计时，可以实现对编译码器的降功耗控制。7TSXPCM编译码使能信号输入MCLKXTP502AAAAAAA2. 048MHzMCLKRTP502AAAAAAAA编码2.048MHz主时钟输入BCLKXTP503FSX编码8KHz顿同步信号输入8德编码PCM数字信号输出DX1X5X6X1XBXTP504XXX译码2.048MHz主时钟输入AAAAAAATP502BLCKRFSR译码8KHz赖同步信号输入TP503DRTP505译码PCM数字信号输入X6X7X8图 6-7 短顿同步定时TP1012.048MHz方波TP502TP102、128KHz窄脉冲TP1038KHz窄脉冲TP503图6-8PCM编译码工作时钟各测量点波形图22

实验二 抽脉冲调制解调实验 22 FSX BCLKX MCLKR MCLKx DX TSX DR BLCKR TP502 2.048MHz TP502 编码2.048MHz主时钟输入 TP503 编码8KHz帧同步信号输入 TP504 编码PCM数字信号输出 TP502 TP503 TP505 译码PCM数字信号输入 译码8KHz帧同步信号输入 译码2.048MHz主时钟输入 PCM编译码使能信号输入 FSR 8KHz窄脉冲 TP102 128KHz窄脉冲 2.048MHz方波 TP503 TP103 TP502 TP101 降功耗控制端，PDN=0 时，编译码能正常工作，PDN=1 时，编译码器处于低功耗状态，这 时编译码器其它功能都不起作用，我们在设计时，可以实现对编译码器的降功耗控制。 图 6-7 短帧同步定时 图 6-8 PCM 编译码工作时钟各测量点波形图