通信原理实验指导书
实验一 脉冲编码调制(PCM)系统实验
一、实验目的
1．观察PCM编、译码器各点信号波形，加深对PCM系统工作原理的理解。 2．了解PCM编、译码专用集成电路组成及工作原理。 3．了解PCM编、译码的时序关系。 二、实验所用仪器
1．+5V、+l2V、-l2V三路直流稳压电源 2．双踪示波器 3．通信原理实验箱 4．信号发生器 三、实验原理
1．PCM系统工作原理
脉冲编码调制是把模拟信号数字化传输的基本方法之一，它通过抽样、量化和编码，把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号，然后在信道中进行传输。接收机将收到的数字信号经再生、译码、平滑后恢复出原始的模拟信号。PCM系统的组成如图1-1所示。
抽 样 解 调 话音输入 低通滤波 量 化 编 码 信 道 话音输出 低通滤波 解 码 再 生 图1-1 PCM原理框图
话音信号先经过防混叠低通滤波器，得到限带信号（300Hz～3400Hz），进行脉冲抽样，变成8KHz重复频率的抽样信号（即离散的脉冲调幅PAM信号），然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”办法量化为有限个幅度取值的信号，再经编码，转换成二进制码。对于电话，CCITT（国际电话与电报顾问委员会 International Telephone and Telegraph Consultative Committee）规定抽样率为8KHz，每抽样值编8位码，即共有2=256个量化值，因而每话路PCM编码后的标准数码率是64kb/s。
2．单片PCM编译码器TP3067介绍
本实验系统选择了TP3067芯片作为PCM编译码器，它把编译码器（Codec）和滤波器(Filter)集成在一个芯片上，它的内部结构方框图见图1-2，外部引脚排列见图1-3，引脚说明见表1-1。
它的外部接口可分两部分:一部分是模拟接口电路，它与编译码器中的Filter发生联系，这一部分可控制模拟信号的放大倍数，另一部分是与处理系统和交换网络的数字接口，它与编译码器中的Codec发生联系，通过这些数字接口线来实现对编译码器的控制。
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图1-2 TP3067内部结构框图
VCCVBBGNDAMCLKxMCLKR/BCLKxBCLKRFSxPDN/CLKSELFSR+5V-5V0VVPO-R3R4VPO+VFxI-R1VFxI+R2模拟环回自动零逻辑R-+R-+-+RC有源滤波器开关电容带通滤波器S/HDACXMTREGOERCVREGCLK电压基准比较器RC有源滤波器开关电容带通滤波器A/D控制逻辑DxVPIVFROS/HDACDr定时和控制
图1-3 TP3067管脚排列图
VPO+GNDAVPO-VPIVFROVCCFSRDrBCLKR/CLKSELMCLKR/PDN1234567891020191817161514131211VBBVFxI+VFxI-GSxANLBTSxFSxDxBCLKxMCLKx表1-1：引脚说明
引脚号 符 号 1 2 3 4 5 6 7 8 VPO+ GNDA VPO- VPI VFRO VCC FSR Dr BCLKR\\ 接收功率放大器非倒相输出 模拟地 接收功率放大器倒相输出 接收功率放大器倒相输入 接收滤波器的模拟输出 正电源引脚，Vcc=+5V±5℅ 功 能 接收的帧同步脉冲，它启动BCLKR， 于是PCM数据移入Dr，FSR为8KHz脉冲序列。 接收帧数据输入，PCM数据随着FSR前沿移入Dr。 9 在FSR的前沿后把数据移入Dr的位时钟，其频率可从64KHz到2.048MHz。另一方面它也可能是一个逻辑输入，以此为在同步模式中的主时钟选择频率CLKSEL 1.536MHz/1.544MHz或2.048MHz。BCLKR 用在发送和接收两个方向。 接收主时钟。其频率可以为1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz。它允许与MCLKxMCLKR/ 异步，但为了获得最佳性能应当与MCLKx同步，当MCLKR连续联在低电位时，PDN MCLKx被选用为所有内部定时，当MCLKR连续工作在高电位时，器件就处于掉电模式。 MCLKx 发送主时钟，其频率可以是1.536MHz，1.544MHz或2.048MHz，它允许与MCLKR异步，同步工作能实现最佳性能。 把PCM数据从Dx上移出的位时钟，其频率可从64KHz变至2.048MHz，但必须与MCLKx同步。 由FSx启动的三态PCM数据输出 发送帧同步脉冲输入，它启动BCLKx，并使Dx上PCM数据移出。 开漏输出，在编码器时隙内为低电平脉冲。 模拟环回路控制输入，在正常工作时必须置为逻辑“0”，当拉到逻辑“1”时，发送滤波器和发送前置放大器输出的连接线被断开，而改为和接收功率放大器的VPO+输出连接。 发送输入放大器的模拟输出。用来在外部调节增益。 10 11 12 13 14 15 BCLKx Dx FSx TSx 16 ANLB 17 18 19 20 GSx VFxI- 发送输入放大器的倒相输入。 VFxI+ 发送输入放大器的非倒相输入。 VBB 负电源引脚，VBB=-5V±5℅
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