【正文】 度相同。當(dāng)抽樣脈沖寬度遠(yuǎn)小于抽樣周期時(shí)，電路輸出的結(jié)果接近于理想抽樣序列。為便于觀察，解調(diào)電路由射隨、低通濾波器和放大器組成，低通濾波器的截止頻率為3400Hz。解調(diào)電路由射隨、低通濾波器和放大器組成低通濾波器的截止頻率為3400Hz。圖221的左半部分為分路選通電路，J1輸入PAM時(shí)序信號(hào)。BG3為選通脈沖驅(qū)動(dòng)級(jí)。圖221 PAM脈沖幅度解調(diào)實(shí)驗(yàn)電原理圖四、實(shí)驗(yàn)步驟（一）準(zhǔn)備工作驗(yàn)證抽樣定理只需要一路音頻信號(hào)和一路抽樣脈沖，多路脈沖調(diào)幅需要兩路音頻信號(hào)和兩路抽樣脈沖。2．調(diào)整信號(hào)源實(shí)驗(yàn)?zāi)０澹笳{(diào)整到輸出頻率為1KHz，輸出幅度為2VPP的正弦波。2．以TP8作為雙蹤同步示波器的比較信號(hào)，觀察TP10抽樣后形成的PAM信號(hào)。3．在脈沖幅度解調(diào)實(shí)驗(yàn)的J5輸入單路抽樣時(shí)序信號(hào)（連接抽樣定理和脈沖調(diào)幅實(shí)驗(yàn)的J10和PAM脈沖幅度解調(diào)實(shí)驗(yàn)的J5），用20MHz雙蹤示波器分別觀察抽樣定理和脈沖調(diào)幅實(shí)驗(yàn)的J8和脈沖幅度解調(diào)實(shí)驗(yàn)的TP5～TP7。5．改變fH，令fH=6KHz（fS＜2 fH），重復(fù)3項(xiàng)內(nèi)容，驗(yàn)證抽樣定理。2．分析當(dāng)fH=1K Hz、fH=4Hz、fH=6KHz，抽樣脈沖fS=8KHz時(shí)PAM輸出與抽樣定理的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備1．THEXZ2B型實(shí)驗(yàn)箱、數(shù)字信號(hào)發(fā)生模塊、PCM脈沖編譯碼實(shí)驗(yàn)?zāi)K；2．20MHz雙蹤示波器。本實(shí)驗(yàn)主要學(xué)習(xí)PCM30/32路基群系統(tǒng)的PCM編譯碼器、并對(duì)PCM編譯碼器進(jìn)行自環(huán)測(cè)試，加深對(duì)PCM終端設(shè)備的了解。而脈沖編碼調(diào)制就是對(duì)模擬信號(hào)先進(jìn)行抽樣后，再對(duì)樣值的幅度進(jìn)行量化、編碼的過(guò)程。該模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)抽樣后還應(yīng)當(dāng)包含原信號(hào)中所有信息，也就是說(shuō)能無(wú)失真地恢復(fù)原模擬信號(hào)。在該實(shí)驗(yàn)中，抽樣速率采用8Kbit/s。圖231 模擬信號(hào)抽樣示意圖所謂量化，就是把經(jīng)過(guò)抽樣得到的瞬時(shí)值將其幅度離散，即用一組規(guī)定的電平，把瞬時(shí)抽樣值用最接近的電平值來(lái)表示。所謂編碼，就是用一組二進(jìn)制碼來(lái)表示每一個(gè)有固定電平的量化值。在幅度與時(shí)間上連續(xù)變化的模擬信號(hào)經(jīng)抽樣后，雖然在時(shí)間軸上變?yōu)殡x散量，但在幅度上每一采樣仍為連續(xù)量，為了使每一采樣用數(shù)字代碼表示，就必須將幅度用有限個(gè)電平來(lái)表示，實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程稱作幅度量化。PCM的原理如圖232所示。對(duì)于電話CCITT規(guī)定抽樣率為8KHz，每抽樣值編8位碼，即共有28=256個(gè)量化值，因而每話路PCM編碼后的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)碼率是64kb/s。圖232 PCM的原理框圖圖233 A律與u律的壓縮特性在實(shí)際中廣泛使用的是兩種對(duì)數(shù)形式的壓縮特性：A律和μ律。A律PCM主要用于歐洲，μ律主要用于北美和日本，我國(guó)采用歐洲體制。圖中給出了信號(hào)抽樣編碼字與輸入電壓的關(guān)系，其中編碼方式（1）為符號(hào)/幅度數(shù)據(jù)格式，Bit7表示符號(hào)位，Bit6~0表示幅度大??；（2）為A律壓縮數(shù)據(jù)格式，它是（1）的ADI（偶位反相）碼；（3）為μ律壓縮數(shù)據(jù)格式，它是由（1）的Bit6~0反相而得到，通常為避免00000000碼出現(xiàn)，將其變成零抑制碼00000010。到底在什么時(shí)候被取樣，在什么時(shí)序輸出PCM碼則由A→D控制來(lái)決定，同樣PCM碼被接收到譯碼電路后經(jīng)過(guò)譯碼低通、放大，最后輸出模擬信號(hào)到話機(jī)，把這兩部分集成在一個(gè)芯片上就是一個(gè)單路編譯碼器，它只能為一個(gè)用戶服務(wù)，即在同一時(shí)刻只能為一個(gè)用戶進(jìn)行A/D及D/A變換。模擬信號(hào)經(jīng)取樣后進(jìn)行A律十三折線變換，最后變成8位PCM碼，實(shí)用的A ，即 a1 a2 …… a8，其碼位安排如下： a1：極性碼。 a2 a3 a4：段落碼，用來(lái)確定信號(hào)所在的段，例如a2 a3 a4為“000”表示第1段。在單路編譯碼器中，經(jīng)變換后的PCM碼是在一個(gè)時(shí)隙中被發(fā)送出去，這個(gè)時(shí)序號(hào)是由A→D控制電路來(lái)決定的，而在其它時(shí)隙時(shí)編碼器是沒(méi)有輸出的，即對(duì)一個(gè)單路編譯碼器來(lái)說(shuō)，它在一個(gè)PCM幀里只在一個(gè)由它自己的A→D控制電路決定的時(shí)隙里輸出8位PCM碼，同樣在一個(gè)PCM幀里，它的譯碼電路也只能在一個(gè)由它自己的D→A控制電路決定的時(shí)序里，從外部接收8位PCM碼。s，這樣，每來(lái)一個(gè)FSx，其Codec就輸出一個(gè)PCM碼，每來(lái)一個(gè)FSr，其Codec就從外部輸入一個(gè)PCM碼。2）本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)編譯碼器電路的設(shè)計(jì)我們所使用的編譯碼器是把Codec和Filter集成在一個(gè)芯片上，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖見(jiàn)圖236所示。常用引腳用途：VFT(13)：音頻輸入 AZ（14）：自動(dòng)調(diào)零，接電容到地 OUTpcm(4)：編碼輸出 DIc(1)：控制數(shù)據(jù)輸入，本電路接地 MS(7)：模式選擇，本電路接5V FS(6)：時(shí)分脈沖輸入 CP(3)：時(shí)鐘信號(hào)（）輸入 INpcm(2)：解碼輸入VFR(15)：音頻輸出V+(5)：+5V電源輸入V(12)：5V電源輸出VREF(17)：+GNDA(16)：模擬地GNDD(18)：數(shù)字地整個(gè)電路由三部分構(gòu)成：發(fā)送部分、接收部分和控制部分。需要發(fā)送的音頻信號(hào)從VFT 端輸入后首先進(jìn)到發(fā)送濾波器，完成防混疊和音頻限帶功能。 T D3/D4標(biāo)準(zhǔn)。接收部分由輸入寄存器、PCM解碼器和接收濾波器組成?；謴?fù)的音頻模擬信號(hào)經(jīng)接收濾波器進(jìn)行平滑、限帶和頻率補(bǔ)償后由VFR端輸出。為0dB，1dB，…..7dB，共8級(jí)。MT8965以同步方式工作。TP3067的管腳如圖237所示，內(nèi)部組成框圖如圖238所示。5% 圖237 TP3067管腳排列圖 （7）FSR：接收部分的8KHz幀同步時(shí)隙信號(hào)，可輸入P8K（8）DR：PCM碼流解碼輸入（9）BCLKR\CLKSESL：在FSR的前沿后把數(shù)據(jù)移入DR的位時(shí)鐘，另一方面它也可能是一個(gè)邏輯輸入，\，BCLKR用在發(fā)送和接收兩個(gè)方向（10）MCLKR\PDN：接收主時(shí)鐘，、。（11）MCLKx：發(fā)送主時(shí)鐘，、它允許與MCLKR異步，同步工作能實(shí)現(xiàn)最佳性能。（13）Dx：由FSx啟動(dòng)的三態(tài)PCM數(shù)據(jù)輸出。 （17）GSx ：發(fā)送輸入放大器的模擬輸出。 （18）VFXI ：發(fā)送輸入放大器的反向輸入。 （20）VBB：負(fù)電源引腳，VBB=5V177。 圖239 PCM脈沖編譯碼實(shí)驗(yàn)電原理圖 實(shí)驗(yàn)所需的時(shí)鐘（2048KHz）和時(shí)分脈沖（Q8KHz）取自“數(shù)字信號(hào)發(fā)生模塊”。圖2311是PCM時(shí)隙信號(hào)展寬后的數(shù)字碼，由于八位數(shù)字碼隨時(shí)在變化的，因此，最好用數(shù)字存儲(chǔ)示波器將數(shù)字碼隨機(jī)存儲(chǔ)后觀察。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1．闡述PCM編譯碼的過(guò)程和工作原理。3．寫出實(shí)驗(yàn)心得。二、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備1．THEXZ2型實(shí)驗(yàn)箱、數(shù)字信號(hào)發(fā)生模塊、AMI/HDB3編譯碼實(shí)驗(yàn)?zāi)K；2．20MHz雙蹤示波器。數(shù)字基帶信號(hào)的形式有許多種，在基帶傳輸中經(jīng)常采用AMI碼(符號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼)和HDB3碼(三階高密度雙極性碼)。這種碼在電纜上長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，為了防止引進(jìn)干擾信號(hào)，電纜的兩根線都不能接地(即對(duì)地是平衡的)，這里就要選用一種適合線路上傳輸?shù)拇a型，通常有以下幾點(diǎn)考慮：(1) 在選用的碼型的頻譜中應(yīng)該沒(méi)有直流分量，低頻分量也應(yīng)盡量少。(2) 傳輸型的頻譜中高頻分量要盡量少。 (3) 碼型應(yīng)便于再生定時(shí)電路從碼流中恢復(fù)位定時(shí)。 (4) 設(shè)備簡(jiǎn)單，碼型變換容易實(shí)現(xiàn)。雙極性基帶信號(hào)波形的誤碼率比單極性信號(hào)低。 2．AMI碼 用“0”和“1”代表空號(hào)和傳號(hào)。當(dāng)碼序列是100100011101時(shí)，AMI碼為：+1001000+11+91。這種碼的反變換也很容易，在再生信碼時(shí)，只要將信號(hào)整流，即可將“1”翻轉(zhuǎn)為“+1”，恢復(fù)成單極性碼。圖312所示為4級(jí)偽隨機(jī)序列的AMI碼及其波形。把一個(gè)二進(jìn)制符號(hào)變換成一個(gè)三進(jìn)制符號(hào)所構(gòu)成的碼稱為1B/1T碼型。但是，AMI碼有一個(gè)重要缺點(diǎn)，即當(dāng)它用來(lái)獲取定時(shí)信息時(shí)，由于它可能出現(xiàn)長(zhǎng)的連0串，因而會(huì)造成提取定時(shí)信號(hào)的困難。HDB3碼的全稱是三階高密度雙極性碼。選用取代節(jié)的原則是：用B脈沖來(lái)保證任意兩個(gè)相連取代節(jié)的V脈沖間“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)。在V脈沖后面的“1”碼和B碼都依V脈沖的極性而正負(fù)交替改變。當(dāng)信碼中的“1”碼依次出現(xiàn)的序列為VB1B2B3... BnVB1時(shí)，HDB3碼為+ + ... +或?yàn)?+ +...+ + 。由此可見(jiàn)，在HDB3碼中，相鄰兩個(gè)V碼之間或是其余的“1”碼之間都符合交替變號(hào)原則，而取代碼在整修碼流中不符合交替變號(hào)原則。圖313給出了HDB3碼的頻譜，此碼符合前述的對(duì)頻譜的要求。 圖313 HDB3碼的頻譜示意圖例如，信碼為：1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1若前一個(gè)破壞點(diǎn)為V，且它至第一個(gè)連“0”串前有奇數(shù)個(gè)B，則HDB3碼為：若前一個(gè)破壞點(diǎn)為V+ ，且它至第一個(gè)連“0”串前有偶數(shù)個(gè)B，則HDB3碼為：圖314 特定信碼的HDB3編碼方法這里B+ 、B分別表示符合極性交替規(guī)則的正脈沖和負(fù)脈沖。由于HDB3碼能較好地滿足傳輸碼型的各項(xiàng)要求，所以常被用于遠(yuǎn)端接口電路中。 圖315將NRZ碼、HDB3碼和AMI碼編碼方式作一比較。從上述原理看出，每一個(gè)破壞符號(hào)V總是與前一非0符號(hào)同極性（包括B在內(nèi)）。HDB3碼保持了AMI碼的優(yōu)點(diǎn)，克服了AMI碼在遇到連“0”長(zhǎng)時(shí)難以提取定時(shí)信息的困難，因而獲得廣泛應(yīng)用。 4．實(shí)際電路本實(shí)驗(yàn)?zāi)K采用了U1（CD22103）專用芯片實(shí)現(xiàn)AMI/HDB3的編譯碼，沒(méi)有采用復(fù)雜的線圈耦合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)HDB3碼字的測(cè)試，而是采用U2對(duì)HDB3的輸出進(jìn)行變換。編碼之后的結(jié)果在U1的14，15腳輸出。正確譯碼之后TP1與TP3的波形應(yīng)一致，但由于編譯碼的規(guī)則較復(fù)雜，當(dāng)前的輸出HDB3碼字可能與前四個(gè)碼字有關(guān)，因而HDB3的編譯碼時(shí)延較大。電路原理圖如下：四、實(shí)驗(yàn)步驟 （一）準(zhǔn)備“數(shù)字信號(hào)發(fā)生模塊”，用示波器檢查“全一碼”、“全零碼”、“3級(jí)偽碼”、“4級(jí)偽碼”、“5級(jí)偽碼”及64K時(shí)鐘的輸出狀態(tài)（各級(jí)偽碼時(shí)鐘確定在64KHz）。1．“全一碼”輸入：用20MHz雙蹤示波器檢查TP1的“全一碼”和TP7的“全一碼”的HDB3編碼，編碼應(yīng)符合AMI碼的編碼規(guī)則。2．“全零碼”輸入：用20MHz雙蹤示波器檢查TP1的“全零碼”和TP7的“全零碼”的HDB3編碼，編碼應(yīng)符合HDB3碼的編碼規(guī)則。3．“3級(jí)偽碼”輸入：用20MHz雙蹤示波器檢查TP1的“3級(jí)偽碼”和TP7的“3級(jí)偽碼”的HDB3編碼，編碼應(yīng)符合AMI碼的編碼規(guī)則。4．“4級(jí)偽碼”輸入：用20MHz雙蹤示波器檢查TP1的“4級(jí)偽碼”和TP7的“4級(jí)偽碼”的HDB3編碼，編碼應(yīng)符合AMI碼的編碼規(guī)則。5．“5級(jí)偽碼”輸入：用20MHz雙蹤示波器檢查TP1的“5級(jí)偽碼”和TP7的“5級(jí)偽碼”的AMI編碼，編碼應(yīng)符合AMI碼的編碼規(guī)則。（三）“AMI/HDB3編譯碼實(shí)驗(yàn)?zāi)K”的K1接2即選擇HDB3模式，步驟同（二）檢測(cè)HDB3的編譯碼，并于AMI相比較。2．結(jié)合AMI碼和HDB3碼的編碼規(guī)則，對(duì)以上五種信碼進(jìn)行編碼（畫在方格紙上），并和測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)五 振幅鍵控（ASK）調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．掌握用鍵控法產(chǎn)生2ASK信號(hào)的方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備1．THEXZ2型、2ASK數(shù)字調(diào)制與解調(diào)模塊、數(shù)字信號(hào)發(fā)生模塊2．20MHz以上雙蹤示波器；1號(hào)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線。由于被調(diào)載波有幅度、頻率、相位三個(gè)獨(dú)立的可控參量，當(dāng)用二進(jìn)制信號(hào)分別調(diào)制這三種參量時(shí)，就形成了二進(jìn)制振幅鍵控(2ASK)、二進(jìn)制移頻鍵控（2FSK）、二進(jìn)制移相鍵控(2PSK)三種最基本的數(shù)字頻帶調(diào)制信號(hào)，而每種調(diào)制信號(hào)的受控參量只有兩種離散變換狀態(tài)。使載波在二進(jìn)制基帶信號(hào)1或0的控制下通或斷，即用載波幅度的有或無(wú)來(lái)代表信號(hào)中的“1”或“0”，這樣就可以得到2ASK信號(hào)，這種二進(jìn)制振幅鍵控方式稱為通—斷鍵控（OOK）。出現(xiàn)概率P1 amp。2ASK信號(hào)的產(chǎn)生方法比較簡(jiǎn)單。其次，2ASK信號(hào)可視為S(t)與載波的乘積，故用模擬乘法器實(shí)現(xiàn)2ASK調(diào)制也是很容易想到的另一種方式，稱其為乘積法。與模擬信號(hào)的接收系統(tǒng)相比，這里增加了一個(gè)“抽樣判決器”方框，這對(duì)于提高數(shù)字信號(hào)的接收性能是必要的。其實(shí)驗(yàn)框圖和電路原理圖分別如圖圖4所示。2ASK調(diào)制信號(hào)從“2ASK(in)”輸入，經(jīng)C2和R2組成的耦合電路至半波整流器（由DD2組成），半波整流后的信號(hào)經(jīng)低通濾波器U3（TL082）、電壓比較器U4（LM339）與參考電位比較后送入抽樣判決器進(jìn)行抽樣判決，最后得到解調(diào)輸出的二進(jìn)制信號(hào)。判決電壓過(guò)高，將會(huì)導(dǎo)致正確的解調(diào)結(jié)果丟失；判決電壓過(guò)低，將會(huì)導(dǎo)致解調(diào)結(jié)果中含有大量錯(cuò)碼，因此，只有合理選擇判決電壓，才能得到正確的解調(diào)結(jié)果。在實(shí)際應(yīng)用的通信系統(tǒng)中，解調(diào)器的輸入端都有一個(gè)帶通濾波器來(lái)濾除帶外的信道白噪聲并確保系統(tǒng)的頻率特性符合無(wú)碼間串?dāng)_的條件。圖5 2ASK解調(diào)實(shí)驗(yàn)框圖圖6 2ASK解調(diào)原理圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1. 2ASK調(diào)制實(shí)驗(yàn)1．將2ASK數(shù)字調(diào)制與解調(diào)模塊、數(shù)字信號(hào)發(fā)生模塊固定在主機(jī)箱上，用黑色塑封螺絲打緊，確保電源接觸良好。將數(shù)字信號(hào)發(fā)生模塊的1K時(shí)鐘與NRZxCLK（x為5）相連，將偽碼碼型NRZx（x為5）連接到S1(t)（T2），用作基帶信號(hào)。4．改變與S1(t)相連的偽碼碼型，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，注意觀測(cè)波形的變化。2. 2ASK解調(diào)實(shí)驗(yàn)1．將上述實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的已調(diào)信號(hào)2ASK(out)接到2ASK(in)（T4），在S2(t)（T9）處輸入頻率為NRZxCLK（x為5）頻率的32K的位同步信號(hào)。2．分別觀測(cè)f1（T5）、f2（T