《通信与网络》实验报告-1.doc

. . . . 清华大学电子工程系通信与网络实验报告实验一PCM编解码实验人员班级：无46：侯云钟学号：2014011165同组人员班级：无46：奕飞学号：2014011187实验时间2016年11月24日6 / 61 实验目的1) 了解语音信号脉冲编码调制（PCM）编译码的工作原理与实现过程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2 实验容1) 观察测量 PCM调制解调的各种时隙信号2) 观察编译码波形3)描绘 PCM量化曲线3 实验原理PCM实验结构示意图其中 FPGA 芯片主要功能为控制 DDS 产生一个正弦信号让 PCM 进行抽样和编码， 并且作为传输中介让编码后的 PCM信号转送到 PCM解码接口，其中虚线框为 PCM编解码芯片TP3070的功能围，我们通过两路示波器观察原始信号和经过编解码后的信号，验证 PCM 传输系统是否正常工作。PCM 为典型的非线性编码模型，目前国际上根据 ITU-T的建议一般以 13 段折线近似的 A律和 15 段折线近似的律作为国际标准， A律主要用于欧洲和中国，律用于美国和日本。本次实验采用的 PCM 编译码芯片为 TP3070，可同时支持 A 律、律编码（ 本次实验采用的编码格式为 A 律自然码格式），具有输入、输出幅度可调、标准串行命令输入等功能，TP3070的部结构框图如下所示：4 结果与分析4.1 实验流程利用PCM实验模块的电路连接，实现利用PCM编解码的整个过程，DDS信号发生芯片在单片机设定的频率下产生一个正弦波信号，由管脚 IOUTB_SOURCE（管脚 28VFXI）输入 PCM芯片， PCM芯片编码后产生二进制码流由 DX0/1 输出进入 FPGA芯片， FPGA部将其和输出 DR相连， 即码流又将流回 PCM芯片的码流输入端 DR0/1， 将 PCM芯片的输入、输出采样信号同步后即可在端口 VFRO解码得到恢复信号。我们先通过单片机在根目录中进入 PCM Set，在 PCM Switch 中将 PCM 控制置于 ON 状态，然后在 PCM 频率选择中任意选择一个频率，再退出至根目录，进入 Digital Rheostate，调整 SignalAMP control 从 00 至 32 逐渐变大（实际上是在调整一个数控电位器来控制 PCM 芯片的输入幅度），同时可以在 PCM Analog in 端口上检测到同时增大的输入电压，并在第二排 LED 灯上看到 PCM 芯片按照 A 律自然码编码的结果，记录下二者的变化关系，制成图表即可。4.2 原始数据整理数据记录表格：4.3 数据分析数据整理：AMP标度PCM编码实际Vpp归一化PCM010001000100.0625110101111860.3671882101111011480.4765633110001012120.5390634110011002700.593755110100013350.6328136110101013900.6640637110110004500.68758110110115100.7109389110111115780.74218810111000016450.75781311111000107070.76562512111001007470.7812513111001108180.79687514111001118900.80468815111010019430.820313161110101110080.835938171110110110570.851563181110111011300.859375191111000011950.875201111000112650.882813211111001013300.890625221111001013980.890625231111001114640.898438241111010015410.90625251111010116040.914063261111011016500.921875271111011017300.921875281111011018000.921875291111011118840.929688301111011119570.929688311111011120120.929688321111011120160.9296885 思考题1. 我们可以根据测量得到的数据来绘制13段折线图。2.由收发滤波器，编码器，译码器等结构组成。滤波器的作用是滤掉不必要的频率成分，减少噪声干扰；编码器的任务是根据输入的样值得到相应的8位二进制代码；译码器的作用是把收到的PCM信号还原成相应的样值信号。3.这是一个基于PCM通信原理的实验，在本次实验中，我们验证了PCM 编译码原理，初步了解了PCM 专用大规模集成电路的工作原理和应用，有了非常大的收获。