2路語音全雙工pcm通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作(編輯修改稿)
2025-03-12 14:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 5 函數(shù)規(guī)律是相當(dāng)復(fù)雜的。實(shí)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(kuò)特性。這樣，它基本上保持了連續(xù)壓擴(kuò)特性曲線的優(yōu)點(diǎn)，又便 于用 A 律函數(shù) 13 折線路實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)中所用到的 PCM 編碼正是采用這種壓擴(kuò)特性來進(jìn)行編碼的。 （ c） 編碼 : 所謂編碼就是把量化后的信號變換成代碼，其相反的過程稱為譯碼。當(dāng)然，這里的編碼和譯碼與差錯(cuò)控制編碼和譯碼是完全不同的，前者是屬于信源編碼的范疇。 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。通信中一般都采用第二類。編碼器的種類大體上可以歸結(jié)為三類：逐次比較型、折疊級聯(lián)型、混合型。在逐次比較型編碼方式中，無論采用幾位碼，一般均按極性碼、段落碼、段內(nèi)碼的順序排列。 2 .時(shí)分復(fù)用原理 時(shí)分多路復(fù)用通信（此課題為兩路） ,是各路信號在同一信道上占有不同時(shí)間間隙進(jìn)行通信。由前述的抽樣理論可知，抽樣的一個(gè)重要作用，是將時(shí)間上連續(xù)的信號變成時(shí)間上離散的信號，其在信道上占用時(shí)間的有限性 ,為多路信號沿同一信道傳輸提供了條件。具體說，就是把時(shí)間分成一些均勻的時(shí)間間隙，將各路信號的傳輸時(shí)間分配在不同的時(shí)間間隙，以達(dá)到互相分開，互不干擾的目的。圖 為時(shí)分多路復(fù)用示意圖，各路信號經(jīng)低通濾波器將頻帶限在 3400Hz 以下 ,然后加到快速電子旋轉(zhuǎn)開關(guān) (稱分配器 )K1,K2 開關(guān)不斷重復(fù)地作勻速旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間等于一個(gè)抽樣周期 T，這樣就做到對 每一路信號每隔周期 T 時(shí)間抽樣一次。由此可見，發(fā)端分配器不僅起到抽樣的作用，同時(shí)還起到復(fù)用合路的作用。合路后的抽樣信號送到 PCM 編碼器進(jìn)行量化和編碼，然后將數(shù)字信碼送往信道。在收端將這些從發(fā)送端送來的各路信碼依次解碼，還原后的 PAM 信號，由收端分配器旋轉(zhuǎn)開關(guān) K2 依次接通每一路信號，再經(jīng)低通平滑，重建成話音信號。當(dāng)采用單片集成 PCM 編解碼器時(shí)，其時(shí)分復(fù)用方式是先將各路信號分別抽樣、編碼、再經(jīng)時(shí)分復(fù)用分配器合路后送入信道，接收端先分路，然后各路分別解碼和重建信號。 6 圖 時(shí)分復(fù)用示意圖 這個(gè)通信 系統(tǒng)主要用 4 個(gè)電路實(shí)現(xiàn)，它們分別是定時(shí)器電路， PCM 編譯碼電路，復(fù)接電路，語音處理電路。定時(shí)器電路由晶振，分頻器及時(shí)隙同步信號（抽樣信號）構(gòu)成，它為兩個(gè) PCM 編譯碼電路提供時(shí)鐘信號和時(shí)隙同步信號， PCM編譯碼部分采用芯片 TP3057 在時(shí)鐘信號和對語音進(jìn)行編碼和譯碼。在編碼時(shí)將語音信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號然后幀同步信號發(fā)生器電路提供幀同步碼 1110010 和兩路數(shù)字語音信號復(fù)接，形成一幀 PCM 信號。在這個(gè) PCM 信號中有 29 個(gè)是空時(shí)隙，兩路數(shù)字語音信號各占一個(gè)時(shí)隙。在譯碼之前不需要對 PCM 進(jìn)行分接處理，譯碼器的時(shí)隙同步 信號可對信號分路實(shí)現(xiàn)分接。 語音信號 A， B 通過麥克風(fēng)輸出幅度比較小，需放大到再送到 PCM 編碼器。接入的 PCM 譯碼器輸出信號 RA， RB 幅度較大，需衰減到適當(dāng)值后再送給聽筒，因此需要分別加入兩個(gè)語音處理信號電路。 位同步模塊 位同步基本原理介紹： 位同步鎖相法的基本原理和載波同步類似。在接收端利用鑒相器來比較接收碼元和本地產(chǎn)生的位同步信號的相位，若兩者不一致（超前或滯后），鑒相器就產(chǎn)生誤差信號去調(diào)整位同步信號的相位，直至獲取準(zhǔn)確的位同步信號為止。 我們把采用鎖相環(huán)來提取位同步信號的方法稱為鎖相法。在數(shù)字 通信中，常 7 采用數(shù)字鎖相法提取位同步信號。如圖 所示，它由高穩(wěn)定度的晶振、分頻器、相位比較器和控制器組成。 圖 數(shù)字鎖相原理方框圖 其中，控制器包括圖中的扣除門、附加門和或門。高穩(wěn)定度晶振產(chǎn)生的信號經(jīng)整形電路變成周期性脈沖，然后經(jīng)控制器再送入分頻器，輸出位同步脈沖序列。若接收碼元 (DATAIN)的速率為 f 赫茲，則要求位同步脈沖的輸出序列。(BSOUT)也為 f 赫茲。這里晶振的頻率設(shè)計(jì)在 nf 赫茲，由晶振輸出經(jīng)整形得到重復(fù)頻率為 nf 的窄脈沖，再經(jīng)扣除門、或門、 n 次分頻后，就可得到頻率 為 f赫茲的位同步信號。如果接收端晶振輸出經(jīng) n 次分頻后，不能準(zhǔn)確地和收到的碼元同頻同相，這時(shí)就要根據(jù)相位比較器輸出的誤差信號，通過控制器對分頻器進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的原理是當(dāng)分頻器輸出的位同步脈沖超前于接受碼的相位時(shí)，相位比較器送出一個(gè)超前脈沖，加到扣除門（常開）的禁止端，扣除一個(gè) a 路脈沖，這樣，分頻器輸出脈沖相位就推后 1/n 周期；若分頻器輸出的位同步脈沖相位滯后于接收碼元的相位，如何對分頻器進(jìn)行調(diào)整？晶振的輸出整形后除 a 路脈沖加于扣除門外，同時(shí)還有與 a 路相差 180 度的 b 路脈沖序列加于附加 門。附加門在不調(diào)整時(shí)是封閉的，對分頻工作不起作用。當(dāng)位同步脈沖相位滯后時(shí)，相位比較器送出一滯后脈沖加于附加門，使 b 路輸出的一個(gè)脈沖通過或門，插入在原 a 路脈沖之間使分頻器的輸出添加了一個(gè)脈沖。于是分頻器的輸出相位就提前了 1/n 周期。這樣經(jīng)反復(fù)調(diào)整相位，就實(shí)現(xiàn)了位同步。 幀同步模塊 幀同步系統(tǒng)可以分為兩個(gè)部分：巴克碼識別器和同步保護(hù)。巴克碼識別器包 8 括移位寄存器，相加器和判決器。 幀同步基本原理 介紹： 在時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)中，為了正確的傳輸信息，必須在信息碼流中插入一定數(shù)量的幀同步碼，可以集中插入也可以 分散插入。本節(jié)主要對集中插入同步法進(jìn)行分析。 在集中插入法中，要求插入的同步碼在接收端進(jìn)行同步識別時(shí)出現(xiàn)偽同步 的概率盡可能小，并且要求該碼組有尖銳的自相關(guān)函數(shù)，以便于識別，同時(shí)要求接收機(jī)端的同步碼識別器要盡量簡單。目前用得比較廣泛的是性能良好的巴克碼（ Barker）。七位巴克碼是 1110010， 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中幀同步碼為 7 位巴克碼，集中插入到每幀的第 2 至第 8 個(gè)碼元位置上。 圖 七位巴克碼識別器 從總體上看
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