1、實驗六PCM編譯碼及A學生編號:姓名：實驗6 PCM編解碼及A/以律轉換實驗1,實驗目的1,掌握脈碼調制解調原理2，掌握脈碼調制解調系統動態范圍和頻率特性的定義和測量方法3.了解脈碼調制信號的頻譜特性4.熟悉W6815122，實驗設備1，主控制和信號源模塊，模塊1和模塊3各有2個，雙道示波器有 3個，幾條3連接線，實驗原理1，實驗原理框圖音樂/音頻輸出接口 1信號源FS編碼幀同步編碼時鐘脈沖編碼調制 （單向/雙向）脈沖編碼調制輸出CLK1#語音終端揚聲器音頻輸入解碼 時鐘解碼幀同步音頻接口 2PC解碼（單向/雙向）脈沖編碼調制解碼輸 入圖2-1模塊W681512芯片脈沖編碼實驗A/ D 轉換脈

2、沖編碼調制 G.711 轉換 MUSIC/A-OUT LPF-INLPF-OUT 編碼輸入編碼輸出動力系統控制模塊量化輸出信號源抗混疊濾波器 FS幀同步時鐘CLK脈沖編碼調制3#源編解碼器模塊時鐘動力系統控 制模塊解碼G.711逆轉換D/A轉換IIR濾波器動力系統控制模塊解碼 輸入1#語音終端模塊和用戶接口模塊幀同步音頻輸入解碼輸出-1-學生編號:姓名：動力系統控制模塊編碼實驗2-2 3A-OUTPLF-OUT編碼輸入抗混疊濾波器信號源FSCLKT1編碼幀 同步脈沖編碼調制（A-Law編碼）編碼輸出A/-In編碼時鐘1#語音終 端模塊編碼時鐘解碼時鐘編碼幀同步A/-Law編碼轉換A/ p-Ou

3、tW681512芯片PCM解碼（p-Law解碼）PCM解碼輸入解碼幀同步 主時鐘音頻接口 2音頻輸入圖2-3 A/p-Law編碼轉換實驗4，實驗步驟實驗項目1測試幅頻特性概述:本項目通過改變輸入信號的頻率，觀察信號經W681512編碼 后的輸出幅頻特性，了解芯片W681512的相關性能。1，關機，連接如表所示源端口信號源：A-OUT信號源:CLK信號 源:CLK信號源:FS步長）信號源:FS步長）模塊1: TH8（脈碼調制輸出） 模塊1: TH7（脈碼調制解碼輸入）接入解碼輸入信號模塊1: TH10（解碼 幀與目的端口相同模塊1: TH5（音頻接口）模塊1: TH11（編碼時鐘）模 塊1: T

4、H18（解碼時鐘）模塊1: TH9（編碼幀與提供編碼幀同步信號相 同，提供解碼幀同步信號，提供解碼時鐘信號，提供解碼時鐘信號 連接描述，提供音頻信號，提供編碼時鐘信號2，接通電源，設置主 控制菜單，選擇主菜單-通信原理-脈碼調制-模塊1號主控制信號源塊-第一 PCM編碼和解碼模式-A律PCM編碼和解碼碼調整W1， 使信號輸出的峰峰值約為3V3。此時，實驗系統的初始狀態是:將音頻輸入信號設置為峰峰值為 3V、頻率為1KHz的正弦波；脈碼調制和解碼時鐘CLK是64千赫方 波；編碼和解碼的幀同步信號FS是8千赫-2-學生編號:姓名：實驗操作及波形觀察將模擬信號源的輸出波形調整為輸出頻率為50Hz的正

5、弦波，用 示波器觀察輸出，并將輸出的峰峰值設置為3V將信號源的頻率從50Hz提高到4000Hz，將模塊1的音頻輸出2 與示波器相連，并觀察信號的幅頻特性注:當頻率改變時，頻率步長可根據實驗要求改變。例如，頻率步進 在50 Hz和250 Hz之間為10Hz，超過250Hz后頻率步進為100Hz。思考:由W681512PCM編解碼器輸出的PCM數據速率是多少？在這 個實驗系統中，為什么必須為W681512提供一個64千赫的時鐘，當 它被改變到另一個時鐘頻率時，觀察到的定時變化是什么？a:速度為2.045兆赫仔細分析了 W681512主時鐘與8千赫幀接收和發送同步時鐘之間的 相位關系a:主時鐘和8K

6、Hz幀同步時鐘的周期為125us，第n幀同步信號與主時鐘具有相同的相位，第n+1與主時鐘相反實驗項目二脈碼調制規則驗證概述:本項目通過改變輸入信號幅度或編碼時鐘，對比觀察A律脈碼調制 編碼和解碼碼與律-3-學生編號:姓名：脈碼調制編碼和解碼輸入輸出波形，了解脈碼調制規則1，關機，連接如表所示源端口信號源:A-OUT模塊3: th6 （LPF輸出） 信號源:CLK信號源:FS步進）模塊3: th14（編碼-編碼輸出）信號源:CLK 信號源:FS步進）2。打開電源，設置主控制菜單，并選擇主菜單-通 信原理-脈碼調制-模塊3主控制信號源塊-a-勞編碼觀測實驗調整W1，使信號輸出的峰峰值約為3V3。此

7、時，實驗系統的初始狀態是:將音頻輸入信號設置為峰峰值為 3V、頻率為1KHz的正弦波；脈碼調制和解碼時鐘CLK為64千赫;； 編碼和解碼的幀同步信號FS是8千赫實驗操作和波形觀察使用FS作為觸發器來觀察編碼輸入波形示波器的DIV（掃描時間） 文件被調整到100微秒。將正弦波的最大振幅調整到示波器的中間， 并記錄波形。目的端口模塊3: th5 （LPF輸入）模塊3: th13（編碼-編碼輸入）模塊3: th9（編碼-時鐘）號碼模塊3: th10（編碼-幀和提供編碼-幀同步信號）連接 指令信號被發送到預濾波器以提供音頻信號和提供編碼時鐘信號模塊3: th19(解碼-輸入)訪問解碼輸入信號模塊3:

8、th15(解碼-時鐘)號碼模塊3: th16(解碼-幀和提供解碼時鐘信號的解碼-幀同步信號在保持示波器設置不變的情況下，用FS作為觸發器觀察PCM量化輸出并記錄波形-4-學生編號:姓名：和FS為觸發器，觀察并記錄脈碼調制的A律碼輸出波形，并填 寫下表在整個過程中，保持示波器設置不變。設置模塊3為的勞編碼觀察實驗，并重復步驟(1)(2)(3)將記錄 律編碼的相關波形A定律波形：幀同步信號:碼碼輸入輸入字母數字-5-學生編號:姓名199-6-學生編號:姓名：以定律波形：幀同步信號：系列代碼輸入成字母編號-8-學生編號:姓名：思維1:基帶信號幅度改變時，波形會改變嗎？當時鐘信號的頻率改變時，波形會改

9、變嗎？a:信號幅度對波形影響不大，信號頻率f無明顯規律。f的變化對波形沒有影響思維2:當編碼輸入信號的頻率大于3400赫茲或小于300赫茲時，分 析脈碼調制和解調波形A:動力系統控制模塊解碼信號幅度急劇下降實驗項目三脈碼調制時間序列觀測概述:本項目是從時間序列角度觀察脈碼調制輸出波形1.連接和主菜單設 置與實驗項目2相同。2，用示波器觀察FS信號和編碼輸出信號，并記錄它們相應的波形 思考:為什么實驗中觀察到的脈碼調制字母數總是變化的？答:動力系統控制模塊是一個數字代碼它將每個通道的指令數字化，因此示波器可以看到總共個代碼正在變化。實驗項目四脈沖編碼調制A/p律轉換實驗概述:本項目是比較和觀察A

10、律脈沖編碼調制和p律脈沖編碼調制的波 形，以了解它們之間的區別和聯系1，關機，連接如表所示源端口信號源:輸出模塊33T 6（LPF輸出）信 號源:CLK信號源:FS模塊3:編碼輸出模塊3: a/p輸出:目的端口模塊 3: th5 （LPF輸入）模塊3: th13（編碼編碼輸入）模塊3:編碼時鐘模塊3: 編碼幀同步模塊3: a/ p輸入模塊1: PCM解碼輸入連接描述信號發送 至預濾波器，發送至脈沖編碼調制以提供編碼時鐘信號，提供編碼幀 同步信號，連接至編碼輸出信號。將轉換后的信號發送到解碼單元學生編號:姓名：信號源:CLK信號源:FS信號源:CLK信號源:FS模塊1:解碼時鐘模塊 1：解碼幀同

11、步模塊1：編碼時鐘模塊1：編碼幀同步提供解碼時鐘信號提 供解碼幀同步信號提供其他工作時鐘W681512芯片2的PCM編碼功 能,通電，設置主控制菜單，選擇主菜單-通信然后設置模塊1-第 一路PCM編解碼方法-川律PCM編解碼代碼，使模塊1的第一路 為律編解碼代碼調整W1主信號源，使信號輸出峰峰值約為3V此時，實驗系統的初始狀態是:將音頻輸入信號設置為峰峰值為 3V、頻率為1KHz的正弦波；脈碼調制和解碼時鐘CLK為64千赫;； 編碼和解碼的幀同步信號FS是8千赫用示波器比較觀察編碼輸出信號和A/p律轉換后的信號，觀察兩 者的差異，并進行總結然后比較和觀察原始信號和恢復信號。設置主控制菜單，選擇

12、p到a律轉換實驗，相應設置模塊1到 a律解碼然后按照上述步驟觀察實驗波形。-10-學生編號:姓名：5，實驗報告1，實驗電路工作原理分析及其工作過程描述信號源如圖2-1所示，通過芯片W681512經過脈沖編碼調制和解碼 處理W681512的芯片工作主時鐘為2048千赫，可以根據芯片功能選 擇不同的編碼時鐘進行編碼和解碼。在本實驗的第一個項目中，基于 64K碼時鐘對芯片的幅頻特性進行了測試。圖2-2描述了 PCM編碼和解碼的軟件實現，并顯示了中間轉換的過 程脈碼調制過程是通過抗混疊濾波來濾除音樂信號或正弦波信號（其 功能是濾除3.4千赫茲以外的頻率，以防止模數轉換過程中的混疊） 對反混頻濾波信號進

13、行模數轉換，然后進行脈沖編碼調制。因為G.711 協議規定，A定律的奇數位被反轉，所以定律的所有位都被反轉。 因此，脈碼調制后的數據需要通過G.711協議進行轉換和輸出脈碼調 制解碼過程是脈碼調制的逆過程，不再贅述。在A/p定律編碼和轉換實驗中，如實驗框圖2-3所示，當菜單被選為a 定律到p定律實驗時，模塊3用于a定律編碼。在a-到p-定律轉換之 后，a-定律編碼被發送到模塊1進行p-定律解碼。類似地，當菜單被 選擇為p到a定律實驗時，模塊3被用于p到a定律編碼，并且在p 到a定律轉換之后，模塊1被發送用于a定律解碼2,根據實驗測試記錄，繪制各測點的波形圖，并分析實驗現象-11-學生編號:姓名

14、:5，實驗報告1,分析實驗電路的工作原理并描述其工作過程信號源如圖2-1所示，通過芯片W681512經過脈沖編碼調制和解碼 處理W681512的芯片工作主時鐘為2048千赫，可以根據芯片功能選 擇不同的編碼時鐘進行編碼和解碼。在本實驗的第一個項目中，基于 64K碼時鐘對芯片的幅頻特性進行了測試。圖2-2描述了 PCM編碼和解碼的軟件實現，并顯示了中間轉換的過 程脈碼調制過程是通過抗混疊濾波來濾除音樂信號或正弦波信號（其 功能是濾除3.4千赫茲以外的頻率，以防止模數轉換過程中的混疊） 對反混頻濾波信號進行模數轉換，然后進行脈沖編碼調制。因為G.711 協議規定，A定律的奇數位被反轉，所以定律的所有位都被反轉。 因此，脈碼調制后的數據需