




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、1通通信信原原理理實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)內(nèi)內(nèi)容容2目目 錄錄 實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 常用信號(hào)的觀察常用信號(hào)的觀察 .3實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 信號(hào)的抽樣與恢復(fù)信號(hào)的抽樣與恢復(fù).4實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 ASK 調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn).8實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 FSK 調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn).11實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)脈沖編碼調(diào)制與解調(diào).143實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 常用信號(hào)的觀察常用信號(hào)的觀察一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?了解常用信號(hào)的波形和特點(diǎn);2了解相應(yīng)信號(hào)的參數(shù);3學(xué)習(xí)示波器的應(yīng)用;二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1THBCC-1 型 信號(hào)與系統(tǒng)控制理論及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)試驗(yàn)平臺(tái)。2雙蹤慢掃描示波器 1 臺(tái)。3PC 機(jī)(安裝數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的
2、軟件) ,串口通信線一根。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察常用信號(hào),如:正弦波、方波、三角波、鋸齒波及一些組織函數(shù)波形如)cos()sin(mxnxy2、用示波器測量信號(hào),讀出信號(hào)的幅度和頻率,并用坐標(biāo)紙記錄信號(hào)的波形四、實(shí)驗(yàn)原理說明四、實(shí)驗(yàn)原理說明描述信號(hào)有多種方法,可是是數(shù)學(xué)表達(dá)式(時(shí)間的函數(shù)) ,也可以是函數(shù)圖形(即為信號(hào)的波形)對(duì)于各種信號(hào)可分為周期信號(hào)和非周期信號(hào);連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào)。五、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)步驟1.連接數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的串口通信線,打開數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的電源。2.運(yùn)行上位機(jī)的波形發(fā)生器軟件,選擇串口和波特率,然后選擇波形,點(diǎn)擊發(fā)送數(shù)據(jù),用示波器觀察輸出的波形3.選擇不同的頻
3、率,觀察輸出波形的變化五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù),繪出各種信號(hào)波形圖,并寫出相應(yīng)數(shù)學(xué)函數(shù)表達(dá)式。4實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 信號(hào)的抽樣與恢復(fù)信號(hào)的抽樣與恢復(fù)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解電信號(hào)的抽樣方法與過程以及信號(hào)恢復(fù)的方法。2. 觀察連續(xù)時(shí)間信號(hào)經(jīng)抽樣后的波形圖,了解其波形特點(diǎn)。3. 驗(yàn)證抽樣定理并恢復(fù)原信號(hào)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 用示波器觀察不同的抽樣頻率抽樣得到的抽樣信號(hào)。2. 用示波器觀察各抽樣信號(hào)經(jīng)低通濾波器恢復(fù)后的信號(hào)并驗(yàn)證抽樣定理。三、實(shí)驗(yàn)儀器三、實(shí)驗(yàn)儀器1. 信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱 一臺(tái)2. 3000XH-5 實(shí)驗(yàn)?zāi)K 一塊3. 雙蹤示波器或虛擬示波器 一臺(tái)4. 連
4、接線 若干四、實(shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)原理利用抽樣脈沖把一個(gè)連續(xù)信號(hào)變?yōu)殡x散時(shí)間樣值的過程稱為抽樣,抽樣后的信號(hào)稱為脈沖調(diào)幅(PAM)信號(hào)。在滿足抽樣定理?xiàng)l件下,抽樣信號(hào)保留了原信號(hào)的全部信息,并且從抽樣信號(hào)中可以無失真的恢復(fù)出原始信號(hào)。抽樣定理在通信系統(tǒng)、信息傳輸理論方面占有十分重要的地位。數(shù)字通信系統(tǒng)是以此定理作為理論基礎(chǔ)。抽樣過程是模擬信號(hào)數(shù)字化的第一步,抽樣性能的優(yōu)劣關(guān)系到通信設(shè)備整個(gè)系統(tǒng)的性能指標(biāo)。抽樣定理指出:一個(gè)頻帶受限信號(hào) m(t),如果它的最高頻率為 fh,則可以唯一的由頻率等于或大于 2fh的樣值序列所決定。抽樣信號(hào)的時(shí)域與頻域變化過程如圖 3-1 所示:5 -s -m 0 m s
5、 t22 圖圖 2-1 抽樣信號(hào)的時(shí)域與頻域變化過程抽樣信號(hào)的時(shí)域與頻域變化過程信號(hào)的抽樣與恢復(fù)方框圖和電路原理圖分別如圖 2-2、2-3 所示。Fs()f0(t)F0()6原信號(hào) 恢復(fù)后的信號(hào) 圖圖 2-2 信號(hào)的抽樣與恢復(fù)電路框圖信號(hào)的抽樣與恢復(fù)電路框圖圖圖 2-3 信號(hào)的抽樣與恢復(fù)電路原理圖信號(hào)的抽樣與恢復(fù)電路原理圖 抽抽 樣樣電電 路路低低 通通 濾波器濾波器抽抽 樣樣脈脈 沖沖7五、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)步驟本實(shí)驗(yàn)使用 3000XH-5 實(shí)驗(yàn)?zāi)K中的信號(hào)的抽樣與恢復(fù)部分。1. 熟悉信號(hào)的抽樣與恢復(fù)的工作原理。接好電源線,將 3000XH-5 實(shí)驗(yàn)?zāi)K固定于信號(hào)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,連接好實(shí)驗(yàn)?zāi)K
6、電源,打開實(shí)驗(yàn)箱電源開關(guān),按下模塊電源按鈕,檢查模塊燈亮,實(shí)驗(yàn)箱開始正常工作.2. 將同步信號(hào)源單元產(chǎn)生的 VPP2V、f01KHz 的正弦波和 f02KHz 的方波分別送入待抽樣信號(hào)輸入點(diǎn) S_IN 和抽樣脈沖信號(hào)輸入點(diǎn) SQU_IN,將 PAM_OUT 端信號(hào)送入LP_IN 端,用示波器分別觀察抽樣信號(hào)輸出點(diǎn) PAM_OUT 和恢復(fù)后的信號(hào)輸出點(diǎn)S_OUT 的波形并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄下來(實(shí)驗(yàn)中低通濾波器的截止頻率 fC1KHz)。3. 改變抽樣脈沖信號(hào)的頻率,分別將 f08KHz、16KHz 的方波送入抽樣脈沖信號(hào)輸入點(diǎn) SQU_IN,重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟 2,比較在不同的抽樣頻率下恢復(fù)后的信號(hào)波形
7、之間的差別并得出結(jié)論。4. 將同步信號(hào)源單元產(chǎn)生的 VPP2V、f01KHz 的三角波作為待抽樣信號(hào)送入 S_IN,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。注:由于電路設(shè)計(jì)原因,本模塊輸出點(diǎn)波形含有一定量的直流分量。六、輸入、輸出點(diǎn)參考說明六、輸入、輸出點(diǎn)參考說明1. 輸入點(diǎn)參考說明S_IN:原信號(hào)(待抽樣信號(hào))輸入點(diǎn)。LP_IN:恢復(fù)后的信號(hào)輸入點(diǎn)。SQU_IN:抽樣脈沖信號(hào)輸入點(diǎn)。2. 輸出點(diǎn)參考說明PAM_OUT:抽樣信號(hào)輸出點(diǎn)。S_OUT:恢復(fù)后的信號(hào)輸出點(diǎn)。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 整理并繪出原信號(hào)、抽樣信號(hào)及恢復(fù)后的信號(hào)波形。2. 比較在幾種不同抽樣頻率情況下原信號(hào)與恢復(fù)后的信號(hào)波形,并得出
8、結(jié)論。1 比較原信號(hào)分別為正弦波和三角波,其抽樣信號(hào)波形的特點(diǎn)。8實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 ASK 調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握用鍵控法產(chǎn)生 ASK 信號(hào)的方法;2、掌握 ASK 非相干解調(diào)的原理。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察 ASK 調(diào)制信號(hào)波形;2、觀察 ASK 解調(diào)信號(hào)波形。三、實(shí)驗(yàn)儀器三、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號(hào)源模塊2、模塊 3、4、73、連接線 若干4、20M 雙蹤示波器 一臺(tái)四、實(shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)原理調(diào)制信號(hào)為二進(jìn)制序列時(shí)的數(shù)字頻帶調(diào)制稱為二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制。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(2
9、ASK)、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)。1、2ASK 調(diào)制原理在振幅鍵控中載波幅度是隨著基帶信號(hào)的變化而變化的。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來代表信號(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) 。2ASK 信號(hào)的產(chǎn)生方法比較簡單。首先,因 2ASK 信號(hào)的特征是對(duì)載波的“通斷鍵控” ,用一個(gè)模擬開關(guān)作為調(diào)制載波的輸出通/斷控制門,由二進(jìn)制序列 s(t) 控制門的通斷, s(t) 1 時(shí)開關(guān)導(dǎo)通;
10、s(t)0 時(shí)開關(guān)截止,這種調(diào)制方式稱為通斷鍵控法。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。2、2ASK 解調(diào)原理2ASK 解調(diào)有非相干解調(diào)(包絡(luò)檢波法)和相干解調(diào)(同步檢測法)兩種方法。9五、實(shí)驗(yàn)框圖五、實(shí)驗(yàn)框圖信號(hào)源CPLD隔離電路模擬開關(guān)4066NRZ64K同步正弦波(8K)(載波輸入)ASK載波ASK-OUTASK調(diào)制電路ASK-NRZ(基帶信號(hào)輸入)圖 3.1 ASK 調(diào)制原理輸出耦合電路低通濾波器抽樣判決器半波整流器ASK-OUT輸入ASKIN位同步信號(hào)(7號(hào)板)DIN輸入BS輸出輸入ASK-B
11、SASK解調(diào)電路TH1TH2輸出OUT1ASK-DOUT輸出圖 3.2 ASK 解調(diào)原理六、實(shí)驗(yàn)步驟六、實(shí)驗(yàn)步驟(一)(一)ASK 調(diào)制實(shí)驗(yàn)調(diào)制實(shí)驗(yàn)1、將信號(hào)源模塊和模塊 3、4、7 固定在主機(jī)箱上,將黑色塑封螺釘擰緊,確保電源接觸良好。2、按照下表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)連線: 源端口源端口目的端口目的端口連線說明連線說明信號(hào)源:PN(8K)模塊 3:ASK-NRZS4 撥為“1100” ,PN 是 8K 偽隨機(jī)碼信號(hào)源:64K 同步正弦波模塊 3:ASK 載波提供 ASK 調(diào)制載波,幅度為 4V* 檢查連線是否正確,檢查無誤后打開電源3、以信號(hào)輸入點(diǎn)“ASK-NRZ”的信號(hào)為內(nèi)觸發(fā)源,用示波器觀察點(diǎn) “A
12、SK-OUT”輸出的波形,即為 PN 碼經(jīng)過 ASK 調(diào)制后的波形。4、通過信號(hào)源模塊上的撥碼開關(guān) S4 控制產(chǎn)生 PN 碼,改變送入的基帶信號(hào),同時(shí)改變載波頻率,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束關(guān)閉電源。(二)(二)ASK 解調(diào)實(shí)驗(yàn)解調(diào)實(shí)驗(yàn)1、接著上面 ASK 調(diào)制實(shí)驗(yàn)繼續(xù)連線: 源端口源端口目的端口目的端口連線說明連線說明模塊 3:ASK-OUT模塊 4:ASKINASK 解調(diào)輸入模塊 3:ASK-DOUT 模塊 7:DIN鎖相環(huán)法位同步提取信號(hào)輸入10模塊 7:BS模塊 4:ASK-BS提取的位同步信號(hào)* 檢查連線是否正確,檢查無誤后再次打開電源2、將模塊 7 上的撥碼開關(guān) S2 撥為“1000”
13、 ,觀察模塊 4 上信號(hào)輸出點(diǎn)“ASK-DOUT”處的波形,把電位器 W3 順時(shí)針擰到最大,并調(diào)節(jié)的電位器W1(改變判決門限) ,直到在“ASK-DOUT”處觀察到穩(wěn)定的 PN 碼。 3、觀察 ASK 解調(diào)輸出“OUT1”處波形,并與信號(hào)源產(chǎn)生的 PN 碼進(jìn)行比較。調(diào)制前的信號(hào)與解調(diào)后的信號(hào)應(yīng)相同,相位有一定偏移。4、通過信號(hào)源模塊上的撥碼開關(guān) S4 控制產(chǎn)生 PN 碼,改變送入的基帶信號(hào),同時(shí)改變載波頻率,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。5、實(shí)驗(yàn)結(jié)束關(guān)閉電源,拆除連線,整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與波形,完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 圖 3.3 部分試驗(yàn)結(jié)果圖七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與波形,完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。11實(shí)驗(yàn)
14、四實(shí)驗(yàn)四 FSK 調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握用鍵控法產(chǎn)生 FSK 信號(hào)的方法;2、掌握 2FSK 過零檢測解調(diào)的原理。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察 FSK 調(diào)制信號(hào)波形;2、觀察 FSK 解調(diào)信號(hào)波形;3、觀察 FSK 過零檢測解調(diào)器各點(diǎn)波形。三、實(shí)驗(yàn)儀器三、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號(hào)源模塊2、模塊 33、模塊 44、模塊 7 可選5、20M 雙蹤示波器 一臺(tái)6、連接線 若干四、實(shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)原理1、2FSK 調(diào)制原理2FSK 信號(hào)是用載波頻率的變化來表征被傳信息的狀態(tài)的,被調(diào)載波的頻率隨二進(jìn)制序列 0、1 狀態(tài)而變化,即載頻為 f0 時(shí)代表傳 0,載頻為 f1
15、時(shí)代表傳 1。顯然,2FSK 信號(hào)完全可以看成兩個(gè)分別以 f0 和 f1 為載頻、以 an 和 an 為被傳二進(jìn)制序列的兩種 2ASK信號(hào)的合成。2FSK 信號(hào)的產(chǎn)生通常有兩種方式:(1)頻率選擇法;(2)載波調(diào)頻法。在這里,我們采用的是頻率選擇法。2、2FSK 解調(diào)原理FSK 有多種方法解調(diào),如包絡(luò)檢波法、相干解調(diào)法、鑒頻法、過零檢測法及差分檢波法等。這里采用的是過零檢測法對(duì) FSK 調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。大家知道,2FSK 信號(hào)的過零點(diǎn)數(shù)隨不同載頻而異,故檢出過零點(diǎn)數(shù)就可以得到關(guān)于頻率的差異,這就是過零檢測法的基本思想。 12五、實(shí)驗(yàn)框圖五、實(shí)驗(yàn)框圖信號(hào)源CPLD隔離電路模擬開關(guān)1NRZ(8K
16、)(基帶信號(hào)輸入)(載波A輸入)模擬開關(guān)264K同步正弦波128K同步正弦波FSK載波A倒相電路相加器隔離電路FSK載波B(載波B輸入)FSK-NRZFSK-OUTFSK調(diào)制電路TH7圖 4.1 FSK 調(diào)試原理框圖單穩(wěn)1整形2整形1低通濾波器單穩(wěn)2相加器抽樣 判決位同步信號(hào)解調(diào)信號(hào)輸出調(diào)制信號(hào)輸入圖 4.2 FSK 解調(diào)原理框圖六、實(shí)驗(yàn)步驟六、實(shí)驗(yàn)步驟(一)(一)FSK 調(diào)制實(shí)驗(yàn)調(diào)制實(shí)驗(yàn)1、將信號(hào)源模塊和模塊 3、4、7 固定在主機(jī)箱上,將黑色塑封螺釘擰緊,確保電源接觸良好。2、按照下表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)連線表 4.1 連線源端口源端口目的端口目的端口連線說明連線說明信號(hào)源:PN(8K)模塊 3:FS
17、K-NRZS4 撥為“1100”,PN 是 8K 偽隨機(jī)碼信號(hào)源:128K 同步正弦波模塊 3:載波 A提供 FSK 調(diào)制 A 路載波,幅度為 4V信號(hào)源:64K 同步正弦波模塊 3:載波 B提供 FSK 調(diào)制 B 路載波,幅度為 4V* 檢查連線是否正確,檢查無誤后打開電源3、將模塊 3 上撥碼開關(guān) S1 都撥上。以信號(hào)輸入點(diǎn)“FSK-NRZ”的信號(hào)為內(nèi)觸發(fā)源,用雙蹤示波器同時(shí)觀察點(diǎn)“ FSK-NRZ”和點(diǎn)“FSK-OUT”輸出的波形。4、單獨(dú)將 S1 撥為“01”或“10” ,在“FSK-OUT”處觀測單獨(dú)載波調(diào)制波形。5、通過信號(hào)源模塊上的撥碼開關(guān) S4 控制產(chǎn)生 PN 碼,改變送入的基
18、帶信號(hào),13同時(shí)改變載波頻率,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。6、實(shí)驗(yàn)結(jié)束關(guān)閉電源。(二)(二)FSK 解調(diào)實(shí)驗(yàn)解調(diào)實(shí)驗(yàn)1、接著上面 FSK 調(diào)制實(shí)驗(yàn)繼續(xù)連線:表 4.2 連線源端口源端口目的端口目的端口連線說明連線說明模塊 3:FSK-OUT模塊 4:FSKINFSK 解調(diào)輸入模塊 3:FSK-DOUT模塊 7:DIN鎖相環(huán)法位同步提取信號(hào)輸入模塊 7:BS模塊 4:FSK-BS提取的位同步信號(hào)* 檢查連線是否正確,檢查無誤后再次打開電源2、將模塊 7 上的撥碼開關(guān) S2 撥為“1000” ,觀察模塊 4 上信號(hào)輸出點(diǎn)“FSK-DOUT”處的波形,并調(diào)節(jié)模塊 4 上的電位器 W5(順時(shí)針擰到最大) ,直到在該
19、點(diǎn)觀察到穩(wěn)定的 PN 碼。3、用示波器雙蹤分別觀察模塊 3 上的“FSK-NRZ”和模塊四上的“OUT2”處的波形,將“OUT2”處 FSK 解調(diào)信號(hào)與信號(hào)源產(chǎn)生的 PN 碼進(jìn)行比較。4、通過信號(hào)源模塊上的撥碼開關(guān) S4 控制產(chǎn)生 PN 碼,改變送入的基帶信號(hào),同時(shí)改變載波頻率,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。5、實(shí)驗(yàn)結(jié)束關(guān)閉電源,拆除連線,整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。附:實(shí)驗(yàn)參考波形14實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)的原理;2、掌握脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍和頻率特性的定義及測量方法;3、了解脈沖編碼調(diào)制信號(hào)的頻譜特性;4、了解大
20、規(guī)模集成電路 TP3067 的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)的結(jié)果,分析調(diào)制信號(hào)與基帶信號(hào)之間的關(guān)系;2、改變基帶信號(hào)幅度,觀察脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)信號(hào)的信噪比的變化情況;3、改變基帶信號(hào)的頻率,觀察脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)信號(hào)幅度的變化情況;4、改變位同步時(shí)鐘,觀測脈沖編碼調(diào)制波形。三、實(shí)驗(yàn)儀器三、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號(hào)源模塊 一塊2、模塊 2 一塊3、20M 雙蹤示波器 一臺(tái)4、立體聲耳機(jī) 一副5、連接線 若干四、實(shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)原理(一)基本原理(一)基本原理 模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣后,其抽樣值還是隨信號(hào)幅度連續(xù)變化的,當(dāng)這些連續(xù)變化的抽樣值通過有噪聲的信道傳輸時(shí),接收端就不能
21、對(duì)所發(fā)送的抽樣準(zhǔn)確地估值。如果發(fā)送端用預(yù)先規(guī)定的有限個(gè)電平來表示抽樣值,且電平間隔比干擾噪聲大,則接收端將有可能對(duì)所發(fā)送的抽樣準(zhǔn)確地估值,從而有可能消除隨機(jī)噪聲的影響。 脈沖編碼調(diào)制(PCM)簡稱為脈碼調(diào)制,它是一種將模擬語音信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)的編碼方式。PCM 主要包括抽樣、量化與編碼三個(gè)過程。抽樣是把時(shí)間連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)間離散、幅度連續(xù)的抽樣信號(hào);量化是把時(shí)間離散、幅度連續(xù)的抽樣信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)間離散、幅度離散的數(shù)字信號(hào);編碼是將量化后的信號(hào)編碼形成一個(gè)二進(jìn)制碼組輸出。國際標(biāo)準(zhǔn)化的 PCM 碼組(電話語音)是用八位碼組代表一個(gè)抽樣值。編碼后的 PCM 碼組,經(jīng)數(shù)字信道傳輸,在接收端,用二
22、進(jìn)制碼組重建模擬信號(hào),在解調(diào)過程中,一般采用抽樣保持電路。15預(yù)濾波是為了把原始語音信號(hào)的頻帶限制在 300Hz3400Hz 左右,所以預(yù)濾波會(huì)引入一定的頻帶失真。在整個(gè) PCM 系統(tǒng)中,重建信號(hào)的失真主要來源于量化以及信道傳輸誤碼。通常,用信噪比 S/N 來表示。國際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)(ITU-T)詳細(xì)規(guī)定了它的指標(biāo),還規(guī)定比特率為 64kb/s,使用 A 律或律編碼律。1、量化1( ),1,2,3,kkkyQ xQ xxxykL (5.1)從數(shù)學(xué)上來看,量化就是把一個(gè)連續(xù)幅度值的無限數(shù)集合映射成一個(gè)離散幅度值的有限數(shù)集合。如圖 4-2 所示,量化器 Q 輸出 L 個(gè)量化值,k=1,2,3,
23、L。 yk 常稱為重建電平或量化電平。當(dāng)量化器輸入信號(hào)幅度x 落在 xk與 xk+1之間時(shí),量化器輸出電平為 yk 。這個(gè)量化過程可以表達(dá)為:,這里 xk 稱為分層電平或判決閾值。通常稱為量化間隔。1kkkxx 均勻量化的主要缺點(diǎn)是,無論抽樣值大小如何,量化噪聲的均方根值都固定不變。因此,當(dāng)信號(hào)較小時(shí),則信號(hào)量化噪聲功率比也就很小,這樣,對(duì)于弱信號(hào)時(shí)的量化信噪比就難以達(dá)到給定的要求。通常,把滿足信噪比要求的輸入信號(hào)取值范圍定義為動(dòng)態(tài)范圍,可見,均勻量化時(shí)的信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍將受到較大的限制。為了克服這個(gè)缺點(diǎn),實(shí)際中,往往采用非均勻量化。非均勻量化是根據(jù)信號(hào)的不同區(qū)間來確定量化間隔的。對(duì)于信號(hào)取值小的
24、區(qū)間,其量化間隔也??;反之,量化間隔就大。它與均勻量化相比,有兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。首先,當(dāng)輸入量化器的信號(hào)具有非均勻分布的概率密度(實(shí)際中常常是這樣)時(shí),非均勻量化器的輸出端可以得到較高的平均信號(hào)量化噪聲功率比;其次,非均勻量化時(shí),量化噪聲功率的均方根值基本上與信號(hào)抽樣值成比例。因此量化噪聲對(duì)大、小信號(hào)的影響大致相同,即改善了小信號(hào)時(shí)的量化信噪比。實(shí)際中,非均勻量化的實(shí)際方法通常是將抽樣值通過壓縮再進(jìn)行均勻量化。通常使用的壓縮器中,大多采用對(duì)數(shù)式壓縮。廣泛采用的兩種對(duì)數(shù)壓縮律是 壓縮律和 A 壓縮律。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(shí)驗(yàn)?zāi)K采用的 PCM 編碼方式也是
25、A 壓縮律。2、編碼所謂編碼就是把量化后的信號(hào)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(jí)聯(lián)型、混合型。本實(shí)驗(yàn)?zāi)K中的編碼芯片 TP3067 采用的是逐次比較型。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。下面結(jié)合 13 折線的量化來加以說明。 在 13 折線法中,無論輸入信號(hào)是正是負(fù),均按 8 段折線(8 個(gè)段落)進(jìn)行16編碼。若用
26、 8 位折疊二進(jìn)制碼來表示輸入信號(hào)的抽樣量化值,其中用第一位表示量化值的極性,其余七位(第二位至第八位)則表示抽樣量化值的絕對(duì)大小。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(gè)段落的起點(diǎn)電平。其它四位表示段內(nèi)碼,它的 16 種可能狀態(tài)來分別代表每一段落的 16 個(gè)均勻劃分的量化級(jí)。這樣處理的結(jié)果,8 個(gè)段落被劃分成 27128個(gè)量化級(jí)??梢姡鲜鼍幋a方法是把壓縮、量化和編碼合為一體的方法。(二)實(shí)驗(yàn)電路說明(二)實(shí)驗(yàn)電路說明本實(shí)驗(yàn)采用大規(guī)模集成電路 TP3067 對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行 PCM 編、解碼。TP3067 在一個(gè)芯片內(nèi)部集成了編碼電路和譯碼電路,是一個(gè)單路編譯碼器。其編碼速率為 2.048MHz,每一幀數(shù)據(jù)為 8 位,幀同步信號(hào)為 8KHz。模擬信號(hào)在編碼電路中,經(jīng)過抽樣、量化、編碼,最后得到 PCM 編碼信號(hào)。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)送出去的,在其他的時(shí)隙中編譯碼器是沒有輸出的,即對(duì)一個(gè)單路編譯碼器來說,它在一個(gè) PCM 幀(32個(gè)時(shí)隙)里,只在一個(gè)特定的時(shí)隙中發(fā)送編碼信號(hào)。同樣,譯碼電路也只是在一個(gè)特定的時(shí)隙(此時(shí)隙應(yīng)與發(fā)送時(shí)隙相同,否則接收不到 PCM 編碼信號(hào))里才從外部接收 PCM 編碼信號(hào),然后進(jìn)行譯碼,經(jīng)過帶通濾波器、放大器后輸出。五、實(shí)驗(yàn)框圖五、實(shí)驗(yàn)框圖圖 5.1 實(shí)驗(yàn)框圖六、實(shí)
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025年貴州省遵義市中考三模道德與法治試題(含答案)
- 2025年輔警招聘考試綜合提升練習(xí)題含答案詳解(研優(yōu)卷)
- 2022年2月馬鞍山市稅務(wù)系統(tǒng)遴選面試真題帶詳細(xì)解析
- 2022年2月鞍山市直遴選面試真題帶答案詳解
- 2022年2月銀川市直遴選面試真題附詳解
- 2024年甘肅陜煤集團(tuán)韓城煤礦招聘真題附答案詳解
- 2024年甘肅陜煤集團(tuán)韓城煤礦招聘筆試真題含答案詳解(完整版)
- 2025年皖北煤電集團(tuán)總醫(yī)院招聘護(hù)理筆試備考題庫附答案詳解(考試直接用)
- 麗江云南麗江市交通運(yùn)輸綜合行政執(zhí)法支隊(duì)執(zhí)法輔助人員招聘6人筆試歷年參考題庫及答案詳解(全優(yōu))
- 金融素養(yǎng)對(duì)小微企業(yè)融資約束的影響-基于CMES數(shù)據(jù)的實(shí)證研究
- 機(jī)場建造行業(yè)投資機(jī)會(huì)與風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及應(yīng)對(duì)策略報(bào)告
- 統(tǒng)編版語文一年級(jí)下冊第四單元整體解讀
- 重大事故隱患判定標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)事故案例培訓(xùn)課件
- 自來水廠運(yùn)行工試題庫題庫及答案
- CJT 166-2014 建設(shè)事業(yè)集成電路(IC)卡應(yīng)用技術(shù)條件
- 食材配送服務(wù)方案投標(biāo)方案【修訂版】(技術(shù)標(biāo))
- 2024年江蘇中考地理試卷(帶有答案)
- 統(tǒng)編版2024屆高一數(shù)學(xué)第二學(xué)期期末經(jīng)典試題含解析
- 江蘇省江陰市普通高中2023-2024學(xué)年物理高一第二學(xué)期期末統(tǒng)考試題含解析
- MOOC 油氣田應(yīng)用化學(xué)-西南石油大學(xué) 中國大學(xué)慕課答案
- GB/T 43731-2024生物樣本庫中生物樣本處理方法的確認(rèn)和驗(yàn)證通用要求
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論