【正文】 2KC7104C 1 9104C 1 4104+ 1 2 V 1 2 VR76 k 8R 1 06 k 8R96 k 8R 1 510kT H 1TH 圖 21 同步正弦波產(chǎn)生電路 2KHz 的方波信號由 CPLD 可編程器件 U8 內(nèi)的邏輯電路通過編程產(chǎn)生。 按鍵 SS8 分別可對各波形頻率進行增減調整 。 工作原理 64K 載波產(chǎn)生電路如圖 24 所示， 128K 載波產(chǎn)生電路如圖 25 所示 64KHz(128KHz)的方波信號由 CPLD可編程器件 U8 內(nèi)的邏輯電路通過編程產(chǎn)生。 非同步信號源：普通正弦波、三角波和方波信號輸出端口，波形由 S6選擇，頻率由 S南開大學信息技術科學學院 LTETX02E 型通信原理實驗指導書 第 11 頁 共 210 頁 S8 調節(jié)，幅度 (0～ 4V)由 W4 調節(jié)。 1) 按鍵 S6 選擇為“正弦波”，改變 W4，調節(jié)信號幅度（調節(jié)范圍為 0～ 4V），用示波器觀察輸出波形。 通過對電路組成、波形和所測數(shù)據(jù)的分析，加深理解這種調制方式的優(yōu)缺點 。這就意味著 ()Ms? 中包含 ()M? 的全部信息。 但是實際上真正的沖激脈沖串并不能付之實現(xiàn)，而通常只能采用窄脈沖串來實現(xiàn)。 LF398的內(nèi)部結構如 圖 36所示； M C T RC 1N 1+N 2+。 LF398的引腳功能為： 12腳：正負電源輸入端。 K1為“平頂抽樣”、“自然抽樣”選擇開關。 2) 將信號源上 S4 設為 “ 1010” ，使“ CLK1”輸出 32K 時鐘。 源端口 目標端口 連線說 明 信號源：“ 2K同步正弦波 模塊 1：“ PAMSIN” 提供被抽樣信號 信號源：“ NRZ” 模塊 1：“ PAMCLK” 提供抽樣脈沖 d) 打開電源，用示波器在“ 平頂 抽樣輸出”處觀察平頂抽樣波形。必要時借助于計算公式及推導。 改變基帶信號的頻率，觀察脈沖編碼調制與解調信號幅度的變化情況。國際標準化的 PCM碼組（電話語音）是用八位碼組代表一個 抽樣值。如圖 52 所示，量化器 Q 輸出 L 個量化值 ky ， k=1， 2， 3，?， L。其量化間隔（量化臺階） v? 取決于輸入信號的變化范圍和量化電平數(shù)。它與均勻量化相比，有兩個突出的優(yōu)點。實際中，往往都采用近似于 A 律函數(shù)規(guī)律的 13 折線（ A=）的壓擴特性。 在現(xiàn)有的編碼方法中，若按編碼的速度來分，大致可分為兩大類：低速編碼和高速編碼。具體的做法是：用第二至第四位表示段落碼，它的 8 種可能狀態(tài)來分別代表 8個段落的起點電平。芯片符合 ITUT 及 ITUT 工業(yè)標準，所以能提供最可能的清晰訊號。 圖 56 W681512 邏輯方框圖 圖 57 W681512 管腳排列圖 W681512 管腳的功能 （ 1） RO+：接收 濾波 器的非倒相輸出 （ 2） RO： 接收濾波器的倒相輸出 （ 3） PAI：功率放大器的倒相輸 入 （ 4） PAO： 功率放大器的倒相輸出 南開大學信息技術科學學院 LTETX02E 型通信原理實驗指導書 第 28 頁 共 210 頁 （ 5） PAO+： 功率放大器的非倒相輸出 （ 6） VDD： 供 電引腳 （ 7） FSR：接收幀同步脈沖，它啟動 BCLKR，于是 PCM 數(shù)據(jù)移入 PCMR， FSR 為 8KHz脈沖序列。 （ 15） VSS： 地，必須接到 0V。為了使器件上電，一個邏輯低電平或時鐘脈沖必須作用在 PUI引腳上，并且 FST 和 FSR脈沖必須存在。在 BCLKR的下降沿當 FSR 為高時（ BCLKT 在同步模式），其下一個下降沿將鎖住符號位，跟隨其后的7 個下降沿鎖住剩余的 7 個保留位。該濾波器的輸出直接驅動編碼器的抽樣保持電路。當 FSr 出現(xiàn)時在后續(xù)的 8個 BCLKR（ BCLKT）的下降沿， PCMR 輸入端上的數(shù)據(jù)將被時鐘控制。 BSX： PCM 編碼所需時鐘信號輸入點。 SIN OUTA： PCM 解調信號輸出點。 4) 改變位時鐘為 （將 S4設為 “ 0100” ），觀測 PCM調制和解調波形。 1) 將信號源板上 S4 設為 0111（時鐘速率為 256K）， S5 設為 0100(時鐘速率為 )。 MICOUT1：麥克風 語音信號輸出點 。 五、 輸入、輸出點參考說明 輸入點說明 MCLK：芯片工作主時鐘，頻率為 。在濾波器后跟隨一個輸出在 RO+上的 2 階 RC 低通后置濾波器。在低噪聲和寬頻帶條件下，整個音頻通帶內(nèi)的增益可達 20dB以上。在加電開始時，器件采用短幀模式，在這種模式中， FST 和 FSR 這兩個幀同步脈沖的長度均為一個位時鐘周期。 （ 20） VAG： 為模擬信號提供 。 （ 12） BCLKT： 發(fā)送數(shù)據(jù)位時鐘輸入 （ 13） PCMT： 輸出 數(shù)據(jù) 發(fā)送 。 下面對 PCM 編譯碼專用集成電路 W681512 芯片做一些簡單的介紹。 W681512 是應用于語音、模擬轉數(shù)字、數(shù)字轉模擬的單通道 CODEC。 在 13 折線法中，無論輸入信號是正是負，均按 8 段折線（ 8 個段落）進行編碼。 編碼 所謂編碼就是把量化后的信號變換成二進制碼，其相反的過程稱為 譯碼。美國采用 ? 壓縮律，我國和歐洲各國均采用 A 壓縮律，因此，本實驗模塊采用的 PCM 編碼方式也是 A壓縮律。 模擬入 y x 量化器 量化值 南開大學信息技術科學學院 LTETX02E 型通信原理實驗指導書 第 23 頁 共 210 頁 圖 53 均勻量化過程示意圖 非均勻量化是根據(jù)信號的不同區(qū)間來確定量化間隔的。把輸入模擬信號的取值域按等距離分割的 量化稱為均勻量化。下面將詳細介紹 PCM 編碼 的整個過程，由于抽樣原理已在前面實驗中詳細討論過，故在此只講述量化及編碼的原理。 南開大學信息技術科學學院 LTETX02E 型通信原理實驗指導書 第 21 頁 共 210 頁 PCM 主要包括抽樣、量化與編碼三個過程。 二、 實驗內(nèi)容 觀察脈沖編碼調制與解調 的結果，分析調制信號與基帶信號之間的關系。 繪出所做實驗的電路、儀表連接調測圖。 c) 將 K1設為“平頂”。 （ 注意，此處只是驗證通電是否成功，在實驗中均是 先連線，再打開電源做實驗，不要帶電連線 ）。 如圖 35所示，被抽樣信號從 PAMSIN輸入，進入 LF398的 1腳 Vi端，經(jīng)內(nèi)部輸入緩沖放大器 N1放大后送到模擬開關 S，此時，將抽樣脈沖作為 S的控制信號，當 LF398的 11 腳MCTR 端為高電平時開關接通，為低電平時開關斷開。3 0 K1 5 0SV iM R E FL F 3 9 8O U TH O CO F A D 圖 36 LF398的內(nèi)部電路結構 N1是輸入緩沖放大器， N2是高輸入阻抗射極輸出器 。 （二 ) 電路組成 脈沖幅度調制實驗系統(tǒng)如圖 34所示，主要由抽樣保持芯片 LF398 和解調濾波電路兩部分組成，電路原理圖如圖 35所示。 (a) 連續(xù)信號的頻譜 （ b） 高抽樣頻率時的抽樣信號及頻譜（無混疊） （ c） 低抽樣頻率時的抽樣信號及頻譜（混疊） 圖 32 采用不同抽樣頻率時抽樣信號的頻譜 脈沖振幅調制（ PAM） 所謂脈沖振幅調制，即是脈沖載波的幅度隨輸入信號變化的一種調制方式。若用 ()mts 表示此抽樣函數(shù)，則有： 南開大學信息技術科學學院 LTETX02E 型通信原理實驗指導書 第 13 頁 共 210 頁 ( ) ( ) ( )sTm t m t t?? 圖 31 抽樣與恢復 假設 ()mt 、 ()Tt? 和 ()smt的頻譜分別為 ()M? 、 ()T??和 ()sM? 。 記錄實驗過程中遇到的問題并進行分析，提出改進建議。 六、實驗步驟 用示波器測量“ 2K 同步正弦波”、“ 64K同步正弦波”、“ 128K 同步正弦波”各點輸出的正弦波波形，對應的電位器 W1， W2， W3 可分別改變各正弦波的幅度。 64K 同步正弦波： 64K 的正弦波信號輸出端口，幅度（ 0～ 5V）由 W2 調節(jié)。該片的 1 腳為電源端， 2腳為控制端， 3 腳為輸出端， 4腳為公共地端。 通過 波形選擇器 S6 選擇輸出波形， 對應發(fā)光二極管亮。 電路原理 圖 21 為同步正弦信號發(fā)生器的電路圖 。 記錄實驗過程中遇到的問題并進行分析，提出改進建議。 用示波器觀測偽隨機信號輸出波形 偽隨機信號碼型為 111100010011010，碼速率和第一組時鐘速率相同，由 S4 控制。 BS： NRZ 碼解復用時的位同步信號輸入。 本信號源采用三組 8 選 1 電路， U12， U13， U15 的地址信號輸入端 A、 B、 C 分別接 CPLD輸出的 74151_A、 74151_B、 74151_C信號，它們的 8個數(shù)據(jù)信號輸入端 D0～ D7 分別與 S1,S2,S3輸出的 8個并行信號相連。此 NRZ信號為集中插入幀同步碼時分復用信號。因為 4級移存器共有 24=16種可能的不同狀態(tài)。 南開大學信息技術科學學院 LTETX02E 型通信原理實驗指導書 第 2 頁 共 210 頁 2) 偽隨機序列產(chǎn)生電路 通常產(chǎn)生偽隨機序列的電路為一反饋移存器。 測量并分析各測量點波形及數(shù)據(jù)。 76 第六章 時分復用技術 61 實驗九 載波同步提取實驗 54 實驗八 碼型變換實驗 6 第二章 語音編碼技術 20 第三章 數(shù)字調制技術 34 實驗六 移頻鍵控 FSK 調制與解調實驗 85 實驗十二 兩路 PCM 時分復 用實驗 它由 CPLD可編程器件 ALTERA 公司的 EPM240T100C下載接口電路和一塊晶 振組成。 以 15位 m序列為例，說明 m序列產(chǎn)生原理。 3) 幀同步信號產(chǎn)生電路 信號源產(chǎn)生 8K幀同步信號，用作脈沖編碼調制的幀同步輸入，由“ FS”輸出。撥碼開關撥上為 1，撥下為 0。 CLK2：第二組時鐘信號輸出端口，通過撥碼開關 S5 選擇頻率。 觀測時鐘信號輸出波形。 1) 將 撥碼開關 S1， S2， S3設置為 “ 01110010 11001100 10101010” ， S5設為 “ 1010” ，用示波器觀測“ NRZ”輸出波形。 二、實驗內(nèi)容 測量并分析各測量點波形及數(shù)據(jù)。“ 2K 同步正弦波”為其測量點。 非同步信號輸出幅度為 0~4V， 通過調節(jié) W4 改變輸出信號幅度?！?64K南開大學信息技術科學學院 LTETX02E 型通信原理實驗指導書 第 10 頁 共 210 頁 同步正弦波”（“ 64K”同步正弦波 ）為其測量點。 音 樂輸出：音樂片輸出端口。 2) 保持信號幅度為 3V，改變 S S8， 調節(jié)信號頻率（調節(jié)范圍為 180Hz~18KHz），用示波器觀察輸出波形。 二、 實驗內(nèi)容 觀察模擬輸入正弦波信號、抽樣時鐘的波形和脈沖幅度調制信號，并注意觀察它們之間的相互關系及特點。 需要注意，若抽樣間隔 T 變得大于Hf21 ，則 ()M? 和 ()T??的卷積在相鄰的周期內(nèi)存在重疊（亦稱混 疊 ），因此不能由 ()Ms? 恢復 ()M? 。因而，研究窄脈沖作為脈沖載波的 PAM 方式，將具有實際意義。 1腳： Vi，模擬電壓輸入端。 PAM解調與濾波電路 解調濾波電路由集成運放電路 TL084 組成。 3) 將模塊 1上 K1選到“自然”。