通信原理实验指导书(5)

随3脚的控制电压变化，从而将控制电压的变化转换为控制电流的变化。V/I转换器的输出电流与4脚的输入电流相等。此电流经极性开关送到积分器，因此，积分量阶的大小就随着输入模拟信号的平均斜率而变化。这样就形成了数字检测音节的压扩过程。

15调制/解调选择14时钟16VCC电源+12模拟 运放-1+13-+24位移位寄存器8VEE电源-12VTH数字运放11逻辑9-10vcc/2Io4-+Iint脉冲控制电压34极性开关3+控制电流756 图3-4 MC3418编译码器原理框图

在作译码器应用时，第15脚通过一只10KΩ电阻接地，这时数字运算放大器与移位寄存器接通。信码由13脚输入与12脚的阀电平比较，然后经运算放大器整形后送到移位寄存器，经再定时的信码从9脚输出。其后的工作过程则与编码器一样，只是译码信号不再送回第2脚而是送往接收低通滤波器。 2、单积分电路

MC3418内部仅有积分运算放大器，为完成本地译码过程，需要外接一个网络。用户可以根据自己的需要用外接RC网络接成单积分、双积分、△－∑等电路。本实验给出一种单积分电路的实例。

积分器电路如图3-5所示。积分运算放大器的输入阻抗很高，从极性开关的量阶控制

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电流几乎全部进入电阻R和电容C。网络的阻抗传递函数可以写成： H(s)=(V(s))/(I(s))=-(1/((1/R)+SC)) 经整理后得到

-(V(s))/(I(s))=(I/C)/(S+1/(RC))=K/(S+WO ) (1) 其中K=1/C，WO=1/(RC)。

一般认为是300Hz。

当R＝10KΩ，C=0.1μf时，f0 ＝159Hz。 将式(1)写成时域形式

-I=V/R+C(dv)/dt （2）

MC3418+5674-CR 图3-5 单积分电路图

有关资料指出编码器约在+12dBm(f=1000Hz)处为临界过载，另外，输入信号的最大幅度为4.36V，这时流过积分器的最大电流为

Imax≈Icmax＝C(dv)/dt＝0.1×10 ×2π×1000×4.36 ≈2.7mA

另一方面，由编码器要求的最小量阶电压可求出当采样率fS =32KHz时，最小控制电流应为

Imin≈9.6μA

因此，积分电路对应的控制电流压缩比应达到258，相当于49dB。最大与最小控制电流分别由4脚外接电阻Rx和Rmin决定。

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-6

3、音节平滑滤波器

MC3418只具有数字检测功能，为实现压扩作用还需要一外接网络。用户可根据需要接成线性压扩、非线性压扩、复杂推迟压扩等各种形式。本实验只列举一种非线性音节平滑滤波器。

音节平滑滤波器是一个简单的RC滤波电路，电路形式如图3-6所示。集成片MC3418的数字检测器连码一致脉冲信号是由一个集电极开路的晶体管从11脚输出的。所以需要一个外接的集电极负载电阻。当晶体管导通时，电容器CS通过电阻RS充电；当晶体管截止时，电容器CS通过电阻RP放电。充电时间常数

τ＝CS(RS+RP)。

设G为一致脉冲在一个音节时间内占空比的统计值。设第3脚电位为VS，11脚电位为V0，当G值一定时，电路应维持充放电电荷相等。设充电时间为GT，放电时间为(1-G)T，因此有

((VS-V0)/RS)GT＝((VCC/2-VS)/(RS+RP)(1-G)T （3） 令D=RP/RS，则有

VS=((1+D)V0G+(VCC/2)(1-G)/(1+DG) （4）

VCC/211RPRS音节平滑滤波器CSV/I转换-+34RXRMC3418VCC

图3-6 音节平滑滤波器

其中，VO为晶体管饱和压降，约为0.12V。

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音节控制电压为电容CS两端的电压，设它为VCS，因此有 VCS=VCC/2-VS

即

VCS=VCC/2-((1-D)VOG+(VCC/2)(1-G))/(1+DG) （5） 由式(5)可以看出，当PP>>Rs，即D≈0时有

Vcs≈(Vcc/2-Vo)G （6） 这时控制电压与G 成线性关系。

将Vo=0.12V，(Vcc/2)＝6V代入上式，得

Vcs1≈5.98G （7） 当D＝0，控制电压V与G成非线性关系。设D=3，得

VCS2=(23.52G)/(1+3G) （8）

图3-7给出VCS1和VCS2与C的关系曲线，曲线VCS2的斜率大于曲线VCS1的斜率，这就意味着VCS2的压扩特性更接近于理想特性。

语音音节包络的变化范围约为5ms到20ms。取τ1＝5ms，τ2＝20ms，这时 τ2/τ1=4

∵ τ2/τ1=(CS(RS+RP))/(CSRS)=1+D ∴ D=3

选CS=0.33μF，则RS＝15.15KΩ，RP=15.15KΩ，取RS=15KΩ，RP=47KΩ得D≈3.13。 在临界过载时，G达到最小值。对正弦信号可得G＝0.436，这时控制电压Vcs的最大值约为(计算从略) Vmax≈4.48V

此值决定了限流电阻Rx≈1.5KΩ。

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VCS（V）64200.20.40.60.81.0G21线性关系

图3-7 V与G的关系曲线

(二) 定时电路

G2AG1ABCY0512KHZ256KHZ128KHZ64KHZ32KHZ

Y1

图3-9 定时部分时间关系图

MC3418编译码器所需的定时脉冲均由定时部分提供，为模拟一个实际的时分多路系统的工作状态，定时部分可给出2048KHz及8路32KHz的定时，定时部分的时间关系如图3-9所示。为确保收、发同步，本实验系统的编码和译码部分公用一个定时源，这是有别于实际情况的。

三、实验仪器

*杂音计 ND5 *失真度测试仪 BS1 双踪同步示波器 SR8 四、实验内容与步骤 (一)、 时钟部分

主振频率为4096KHz，经分频后得到2048KHz的定时，再经分频分相后得到8路32KHz的定时。用示波器在(TP1)点观察主振波形，用频率计测量其频率。在(TP2)、(TP3)、(TP4)

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