（电子设计资料）通信原理实验指导书

（电子设计资料）通信原理实验指导书 10 通信原理 实验指导书 实验一实验一 脉冲编码调制脉冲编码调制(PCM)(PCM)系统实验系统实验 一、实验目的一、实验目的 1．观察PCM编、译码器各点信号波形,加深对PCM系统工作原理的理解. 2．了解PCM编、译码专用集成电路组成及工作原理. 3．了解PCM编、译码的时序关系. 二、实验所用仪器二、实验所用仪器 1．+5V、+l2V、-l2V三路直流稳压电源 2．双踪示波器 3．通信原理实验箱 4．信号发生器 三、实验原理三、实验原理 1．PCM系统工作原理 脉冲编码调制是把模拟信号数字化传输的基本方法之一,它通过抽样、量化和编码,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,然后在信道中进行传输.接收机将收 到的数字信号经再生、译码、平滑后恢复出原始的模拟信号.PCM系统的组成如图1-1所示. 话音信号先经过防混叠低通滤波器,得到限带信号(300Hz～3400Hz),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(国际电话与电报顾问委员会 International Telephone and Telegraph Consultative Committee)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. 2．单片PCM编译码器TP3067介绍 本实验系统选择了TP3067芯片作为PCM编译码器,它把编译码器(Codec)和滤波器(Filter)集成在一 个芯片上,它的内部结构方框图见图1-2,外部引脚排列见图1-3,引脚说明见表1-1. 它的外部接口可分两部分:一部分是模拟接口电路,它与编译码器中的Filter发生联系,这一部分可 控制模拟信号的放大倍数,另一部分是与处理系统和交换网络的数字接口,它与编译码器中的Codec发生 联系,通过这些数字接口线来实现对编译码器的控制. 图图 1-11-1 PCMPCM 原理框图原理框图 话音输入低通滤波 抽 样量 化编 码 话音输出 低通滤波解 调解 码 信 道 再 生 第 1 页 共 23 页 （电子设计资料）通信原理实验指导书 11 图图1-21-2 TPTP30673067内部结构框图内部结构框图 图图1-31-3 TPTP30673067管脚排列图管脚排列图 RC有源 滤波器 开关电容 带通滤波器 电压 基准 自动 零逻辑 A/D 控制逻辑 RC有源 滤波器 开关电容 带通滤波器 S/H DAC S/H DAC XMT REG OE 比较器 - + - + - + 定时和控制 RCV REG CLK Dx Dr MCLKxMCLKR/ PDN BCLKxBCLKR /CLKSEL FSxFSRVCCVBBGNDA -5V+5V0V R4 R3 R2 R1 R R VFxI+ VFxI- VPO+ VPO- 模拟环回 VFRO VPI BCLKR/CLKSEL VPO+ GNDA VPO- VPI VFRO VCC FSR Dr MCLKR/PDN VBB VFxI+ VFxI- GSx ANLB TSx FSx Dx BCLKx MCLKx 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 14 15 16 17 18 19 20 第 2 页 共 23 页 （电子设计资料）通信原理实验指导书 12 表表1-1:1-1:引脚说明引脚说明 引脚号引脚号符符 号号功功 能能 1VPO+ 接收功率放大器非倒相输出 2GNDA 模拟地 3VPO- 接收功率放大器倒相输出 4VPI 接收功率放大器倒相输入 5VFRO 接收滤波器的模拟输出 6VCC 正电源引脚,Vcc=+5V±5℅ 7FSR 接收的帧同步脉冲,它启动BCLKR, 于是PCM数据移入Dr,FSR为8KHz脉冲序列. 8Dr 接收帧数据输入,PCM数据随着FSR前沿移入Dr. 9 BCLKR\ CLKSEL 在FSR的前沿后把数据移入Dr的位时钟,其频率可从64KHz到2.048MHz.另一方 面它也可能是一个逻辑输入,以此为在同步模式中的主时钟选择频率 1.536MHz/1.544MHz或2.048MHz.BCLKR 用在发送和接收两个方向. 10 MCLKR/ PDN 接收主时钟.其频率可以为1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz.它允许与MCLKx异 步,但为了获得最佳性能应当与MCLKx同步,当MCLKR连续联在低电位时,MCLKx 被选用为所有内部定时,当MCLKR连续工作在高电位时,器件就处于掉电模式. 11MCLKx 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. 12BCLKx 把PCM数据从Dx上移出的位时钟,其频率可从64KHz变至2.048MHz,但必须与 MCLKx同步. 13Dx 由FSx启动的三态PCM数据输出 14FSx 发送帧同步脉冲输入,它启动BCLKx,并使Dx上PCM数据移出. 15TSx 开漏输出,在编码器时隙内为低电平脉冲. 16ANLB 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, 发送滤波器和发送前置放大器输出的连接线被断开,而改为和接收功率放大器 的VPO+输出连接. 17GSx 发送输入放大器的模拟输出.用来在外部调节增益. 18VFxI- 发送输入放大器的倒相输入. 19VFxI+ 发送输入放大器的非倒相输入. 20VBB 负电源引脚,VBB=-5V±5℅ 第 3 页 共 23 页 （电子设计资料）通信原理实验指导书 13 3．实验系统工作原理 实验PCM系统的完整电路如图1-6所示.图中发送通道和接收通道的电路见图1-4和图1-5. 图图 1-41-4 发送通道发送通道 图图 1-51-5 接收通道接收通道 123456 A B C D 654321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date:27-May-2004Sheet of File:D:\Program Files\Design Explorer 99\MYWORK\MyDesign.ddbDrawn By: R002 10K R001 10KE001 10uF R003 10K R004 10K - + TL084 U001:A C008 104 7 -12V 6 11 4 5 1 2 3 E002 10uF R005 10K AIN S1P2 +12V S201 - + TL084 +5V U001:B E003 10uF W001 104 123456 A B C D 654321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date:11-Jun-2004Sheet of File:D:\Program Files\Design Expl