通信原理实验指导书(4)

VFXI-R1R2-+GSX拟开关ANLB模自动调零寄RC滤波器带通滤波器VFXI+VPO+S/N DAC存器DXR-+电压基准比较器带通滤波器A/D控制逻辑S/NDAC寄存器DRRRC滤波器-+VPO-R3VPIR4定时控制+5V-5VTSXVFROVCCVBBGNDAMCLKXMCLKR/PDNBCLKXBCLKR/CLKSETFSRFSX

图2-5 TP3067的内部结构框图

(三) 系统性能测试

系统性能测试有三项指标，即动态范围、信噪比特性和频率特性。 1、动态范围

在满足一定信噪比(S/N)条件下，编译码系统所对应的音频信号的幅度范围定义为动态范围。通常规定音频信号的频率为800Hz(或1000Hz)。动态范围应大于CCITT(国际电报、电话咨询委员会)建议的框架(样板值)，如图2-6所示。 动态范围的测试框图如图2-7所示。

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(S/N)30(dB)2010-50-40-30-20-100音频发生器

图2-6 PCM编译码系统动态范围样板值

可变编码器衰减器(dBmo)

失真仪杂音计译码器示波器

图2-7 动态范围测试框图

在原理部分已经提到，PCM编译码器允许输入信号的最大幅度为4.36V。为了确保器件的安全使用，本实验在进行动态范围这一指标测试时，不再对输入信号的临界过载进行验证。取输入信号的最大幅度为5VP-P(注意：信号要由小至大调节)，测出此时的S/N值。

设临界过载幅度为Vmax，这是正弦输入信号编码不过载的最大幅度。当输入信号大于临界过载幅度之后，输出信号的S/N急剧下降。首先找出临界过载点，然后以10dB一个点衰减输入信号，将测试数据填入下表。

-10dB Vin(mv)p-p 5000 1500 S/N(dB) -20dB 500 -30dB 150 -40dB 50 -50dB 15 2、信噪比特性

在上一项测试中选择出最佳编码电平(S/N最高)，在此电平下测试不同频率下的信噪比值。频率选择在500Hz/1KHZ/2KHz/3KHz。

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信噪比特性的测试框图如图2-8所示。

音频发生器可变衰减器编码器失真仪译码器示波器

图2-8 信噪比特性测试框图

信噪比特性测试数据记录于下表。 信噪比特性(Vin=2VP-P)

f(Hz) S/N(dB) 3、频率特性

500 1000 2000 3000 选一合适的输入电平(Vin=2VP-P) ，改变输入信号的频率，在(TP8)逐频率点测出译码输出信号的电压值,频率特性测试数据记录于下表。

f(Hz) TP8（V） 500 1000 2000 3000 五、实验报告

1、整理实验记录，画出相应的曲线和波形。

2、PCM编译码系统由哪些部分构成？各部分的作用是什么？ 3、对PCM和△M系统的系统性能进行比较，总结它们各自的特点。 4、在实际的通信系统中收端(译码)部分的定时信号是怎样获取的？ 5、对改进实验有什么建议？

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实验三 增量调制（ΔM）编译码实验

一、实验目的

1、了解语音信号的ΔM编码过程； 2、验证ΔM的编译码原理；

3、

粗略了解ΔM编译码专用集成电路的基本工作原理、外部电路设计

原则和一般使用方法；

4、了解语音信号数字化技术的主要指标，学习指标的测试方法。

二、单片Δ 1、概述

随着中、大规模集成电路技术的进步，各种通信专用集成电路迅速发展。ΔM编译码器、开关电容滤波器以及用户接口电路的集成化，为全集成化ΔM数字电话终端设备提供了物质条件。目前，由三块中规模集成电路加少量外接元件设计的新型集成化ΔM数字电话终端机已投入批量生产。图3－1就是这种设备的一个话路的方框图。

发滤波器VoiceM编码系统组成和电路原理

编码器发信码用户接口收滤波器译码器收信码

图3－1 集成化ΔM数字电话框图

与通用的分立元件及小规模集成电路的编译码器相比，集成化系统在缩小体积、降低功耗等方面有明显的效益，对减少量化噪声、增大动态范围等指标起了良好的作用。 本实验用单片MC3418ΔM编译码器和UA741运放电容滤波器组成一个ΔM编译码实验系统。其功能只涉及图3－1中虚线以右的部分。 2、系统组成与电路原理

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系统组成的方框图如图3-2所示，它是由定时部分、△M编译码器及收、发运放电容滤波器组成的。电路原理图如图3-3所示。

发定时语发编信道音滤码信波器号器

收定时译码器收滤波器语音信号

图3-2 △M编译码系统框图

(一) 单片△M编译码器 1、MC3418简介

MC3418是MOTOLOLA公司生产的通信专用集成电路，它是数字检测音节压扩增量编译码器。图3-4给出了MC3418的原理框图。由原理框图可以看出，它是由模拟输入放大器、数字输入运算放大器、电压/电流转换运算放大器、极性开关、工作选择开关和数字检测(移位寄存器和逻辑电路)等部分构成的。

第15脚的工作电平可以控制该片工作于编码状态或译码状态：当第15脚接高电平(VCC/2)时，该片做编码器用；当第15脚接低电平(地)时，该片做译码器用。

当单片作为编码器使用时，15脚接高电平，这时工作开关使模拟运放与移位寄存器接通。模拟信号由1脚输入，本地译码信号由2脚输入，运算放大器对它们进行比较并将差值放大。运算放大器输出经电平转换给出数字信码。在14脚输入的时钟后沿时刻，运算放大器输出的结果进入移位寄存器。这一结果也同时接到9脚和极性开关，前者作为数字码输出，后者用来控制流入积分器的电流的极性，积分运算放大器与外接的RC网络构成积分器，受极性开关控制的电流在此积分后累加形成本地译码信号。四级移位寄存器和逻辑电路完成检测功能。当有四个连“1”或连“0”码出现时，从11脚输出一个负极性的一致脉冲，一致脉冲经外接音节滤波器平滑之后得到量阶控制电压，此电压反映了前一段时间内模拟输入信号的平均斜率。量阶控制电压加到第3脚。由内部V/I转换电路决定4脚的电压随3脚的电压变化。当4脚通过外接电阻连接到某一固定电位上，则流入4脚的电流就

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