内蒙古工业大学信息工程学院
实 验 报 告
课程名称： 通信原理 实验名称：脉冲编码调制与解调
实验类型： 验证性■ 综合性□ 设计性□ 实验室名称： 通信实验室 班级： 电子10-1班 学号：[1**********]2 姓名： 王红霞 组别：
同组人：成绩：
实验日期： 2013年6月4日
实验三脉冲编码调制与解调
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和测量方法。
3．了解脉冲编码调制信号的频谱特性。
4．了解大规模集成电路TP3067的使用方法。
二、 实验内容
1. 、观察脉冲编码调制与解调的结果，观察调制信号与基带信号的关系。
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。
三、 实验原理
脉冲编码调制（PCM ）简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。脉码调制的过程如图4-1所示。
图4-1 PCM 调制原理框图
本实验采用大规模集成电路TP3067对语音信号进行PCM 编、解码。TP3067在一个芯片内部集成了编码电路和译码电路，是一个单路编译码器。其编码速率为2.048MHz ，每一帧数据为8位，帧同步信号为8KH Z 。模拟信号在编码电路中，经过抽样、量化、编码，最后得到PCM 编码信号。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的，在其它的时隙中编译码器是没有输出的，即对一个单路编译码器来说，它在一个PCM 帧（32个时隙）里，只在一个特定的时隙中发送编码信号。同样，译码电路也只是在一个特定的时隙（此时隙应与发送时隙相同，否则接收不到PCM 编码信号）里才从外部接收PCM 编码信号，然后进行译码，经过带通滤波器，放大器后输出。
四、实验过程
1、将各模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。接上电源线，打开交流开关，再分别按下四个模块中的开关POWER1、POWER2、S2、S3，对应的发光二极管LED001、LED002、LED600发光，按一下信号源模块的复位键，三个模块均开始工作。
2. 、将信号源模块的拨码开关SW101、SW102设置为00000000 00000001。将信号源模块产生的正弦波信号（频率2.5KH Z ，峰-峰值为3V ）从点“S-IN ”输入模拟信号数字化模块，将信号源模块的信号输出点“64K ”、“8K ”、“BS ”分别与模拟信号数字化模块的信号输入点“CLBK-IN ”、“FRAMB-IN ”、“2048K-IN ”连接，观察输出点“PCMB-OUT ”的波形。 实验数据：
PCMB-OUT 波形理想PCMB-OUT 波形
3. 、连接“CLKB-IN ”和“CLK2-IN ”，“FRAMB-IN ”和FRAM2-IN ”，连接信号输出点“PCMB-OUT ”和信号输入点“PCM2-IN ”，观察信号输出点“OUT ”的波形。
实验数据：
OUT 波，出现严重失真正确的输出点OUT 的波形
4. 、改变输入正弦信号的幅度，使其峰-峰值分别等于和大于5V ，将示波器探头分别接在信号输出点“OUT ”、“PCMB-OUT ”上，观察满载和过载时的脉冲幅度调制和解调波形，记录下来。
实验数据：
5V OUT波形输出6V OUT 波形输出
5V PCMB OUT 6VPCMB OUT
当输入正弦波信号幅度大于5V 时，PCM 解码信号中带有明显的噪声
5. 、改变输入正弦信号的频率，使其频率分别大于3400Hz 或小于300Hz ，观察点“OUT ”、“PCMB-OUT ”，记录下来（应可观察到，当输入正弦波的频率大于3400H Z 或小于300H Z 时，PCM 解码信号幅度急剧减小）。
实验的3500HZ out
正确的3500HZ out 3500hz pcmb out
正确150Hz 输出波形正确150Hz PCMB-OUT 波形
（我们的小于300Hz 的实验没有数据，测不出来，这两幅图其他比较好的数据，引来对比）
四. 、实验思考题
1． TP3067 PCM 编码器输出的PCM 数据的速率是多少？在本次实验系统中，为什么要给
TP3067提供2.048MHz 的时钟。
答：TP3067 PCM编码器输出的PCM 码的速率是64Kb/S，属于国际标准。
由PCM 帧结构知，1帧共有32路时隙，每路时隙8bit ，每秒有8000帧，故30/32路PCM 基群的码率为：8000*32*8=2.048Mb/s，即TP3067提供的PCM 编译码电路的时钟频率。
2． 为什么实验时观察到的PCM 编码信号总是随时变化的？
答：不光是PCM 编码信号是在不断地变化，任何控制信号只要发出控制指令都发发出信号变化的。只不过变化方式不同罢了。普通的脉冲编码，往往是一个脉冲代表一个通道的指令。而PCM 是真正的数字编码。它将每个通道的指令数字化了，比如脉冲由1毫秒到2毫秒的变化，在PCM 编码里用模数转换成1和0的数字码，再发出去。所以你用示波器会看到这各编码总是在变化中的。
五、实验心得体会
用过本实验让我们掌握脉冲编码调制与解调的原理、了解了信号源模块、模拟信号数字化模块、终端模块的作用，工作过程。在调制原理上，掌握了抽样定理，量化方式，13折线编码方式。在解调原理上，通过模拟信号数字化模块中的译码电路将模拟正弦信号解调出来，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、了解脉冲编码调制信号的频谱特性。
内蒙古工业大学信息工程学院
实 验 报 告
课程名称： 通信原理 实验名称：脉冲编码调制与解调
实验类型： 验证性■ 综合性□ 设计性□ 实验室名称： 通信实验室 班级： 电子10-1班 学号：[1**********]2 姓名： 王红霞 组别：
同组人：成绩：
实验日期： 2013年6月4日
实验三脉冲编码调制与解调
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和测量方法。
3．了解脉冲编码调制信号的频谱特性。
4．了解大规模集成电路TP3067的使用方法。
二、 实验内容
1. 、观察脉冲编码调制与解调的结果，观察调制信号与基带信号的关系。
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。
三、 实验原理
脉冲编码调制（PCM ）简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。脉码调制的过程如图4-1所示。
图4-1 PCM 调制原理框图
本实验采用大规模集成电路TP3067对语音信号进行PCM 编、解码。TP3067在一个芯片内部集成了编码电路和译码电路，是一个单路编译码器。其编码速率为2.048MHz ，每一帧数据为8位，帧同步信号为8KH Z 。模拟信号在编码电路中，经过抽样、量化、编码，最后得到PCM 编码信号。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的，在其它的时隙中编译码器是没有输出的，即对一个单路编译码器来说，它在一个PCM 帧（32个时隙）里，只在一个特定的时隙中发送编码信号。同样，译码电路也只是在一个特定的时隙（此时隙应与发送时隙相同，否则接收不到PCM 编码信号）里才从外部接收PCM 编码信号，然后进行译码，经过带通滤波器，放大器后输出。
四、实验过程
1、将各模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。接上电源线，打开交流开关，再分别按下四个模块中的开关POWER1、POWER2、S2、S3，对应的发光二极管LED001、LED002、LED600发光，按一下信号源模块的复位键，三个模块均开始工作。
2. 、将信号源模块的拨码开关SW101、SW102设置为00000000 00000001。将信号源模块产生的正弦波信号（频率2.5KH Z ，峰-峰值为3V ）从点“S-IN ”输入模拟信号数字化模块，将信号源模块的信号输出点“64K ”、“8K ”、“BS ”分别与模拟信号数字化模块的信号输入点“CLBK-IN ”、“FRAMB-IN ”、“2048K-IN ”连接，观察输出点“PCMB-OUT ”的波形。 实验数据：
PCMB-OUT 波形理想PCMB-OUT 波形
3. 、连接“CLKB-IN ”和“CLK2-IN ”，“FRAMB-IN ”和FRAM2-IN ”，连接信号输出点“PCMB-OUT ”和信号输入点“PCM2-IN ”，观察信号输出点“OUT ”的波形。
实验数据：
OUT 波，出现严重失真正确的输出点OUT 的波形
4. 、改变输入正弦信号的幅度，使其峰-峰值分别等于和大于5V ，将示波器探头分别接在信号输出点“OUT ”、“PCMB-OUT ”上，观察满载和过载时的脉冲幅度调制和解调波形，记录下来。
实验数据：
5V OUT波形输出6V OUT 波形输出
5V PCMB OUT 6VPCMB OUT
当输入正弦波信号幅度大于5V 时，PCM 解码信号中带有明显的噪声
5. 、改变输入正弦信号的频率，使其频率分别大于3400Hz 或小于300Hz ，观察点“OUT ”、“PCMB-OUT ”，记录下来（应可观察到，当输入正弦波的频率大于3400H Z 或小于300H Z 时，PCM 解码信号幅度急剧减小）。
实验的3500HZ out
正确的3500HZ out 3500hz pcmb out
正确150Hz 输出波形正确150Hz PCMB-OUT 波形
（我们的小于300Hz 的实验没有数据，测不出来，这两幅图其他比较好的数据，引来对比）
四. 、实验思考题
1． TP3067 PCM 编码器输出的PCM 数据的速率是多少？在本次实验系统中，为什么要给
TP3067提供2.048MHz 的时钟。
答：TP3067 PCM编码器输出的PCM 码的速率是64Kb/S，属于国际标准。
由PCM 帧结构知，1帧共有32路时隙，每路时隙8bit ，每秒有8000帧，故30/32路PCM 基群的码率为：8000*32*8=2.048Mb/s，即TP3067提供的PCM 编译码电路的时钟频率。
2． 为什么实验时观察到的PCM 编码信号总是随时变化的？
答：不光是PCM 编码信号是在不断地变化，任何控制信号只要发出控制指令都发发出信号变化的。只不过变化方式不同罢了。普通的脉冲编码，往往是一个脉冲代表一个通道的指令。而PCM 是真正的数字编码。它将每个通道的指令数字化了，比如脉冲由1毫秒到2毫秒的变化，在PCM 编码里用模数转换成1和0的数字码，再发出去。所以你用示波器会看到这各编码总是在变化中的。
五、实验心得体会
用过本实验让我们掌握脉冲编码调制与解调的原理、了解了信号源模块、模拟信号数字化模块、终端模块的作用，工作过程。在调制原理上，掌握了抽样定理，量化方式，13折线编码方式。在解调原理上，通过模拟信号数字化模块中的译码电路将模拟正弦信号解调出来，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、了解脉冲编码调制信号的频谱特性。