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统里,PAM信号只有在被量化和编码后才有传输的可能。本实验仅提供一个PAM系统的简单分路选通电路模式。
(二)PAM脉冲幅度解调电路
PAM时序信号经过分路选通电路选通后,即可进入脉冲幅度解调电路。解调电路由射随、低通滤波器和放大器组成低通滤波器的截止频率为3400Hz。
(三)实验电原理图分析
PAM脉冲幅度解调实验的实验电原理图如下图所示。图1-18的左半部分为分路选通电路,J1输入PAM时序信号。BG1为射极跟随器,J4输入选通脉冲,通常为调制端的选通脉冲经适当延迟得到。BG3为选通脉冲驱动级。BG2为选通信号输出,C3为展宽电容;图1-18的右半部分为脉冲幅度解调电路,J5输入PAM时序信号,BG4为射极跟随器,U1A和U1B组成截止频率为3400Hz的低通滤波器,BG5为放大电路,J7输出恢复后的模拟音频信号。
TP5R4100C11u+12V+12VR5100C21uC51uR13100R14100C61u
J1TP1GTP2DBG13DJ6FSE133uR96.2KC368PDGBG43DG6FSBG59013E310uR151K-5VR163.3KR232KE533uR24100R2610KC120.01uR2216KR251KTP7J7J5脉冲调幅输入TP3J3TP6
脉冲调幅输入C71u解调输出BG23DJ6FDGSR8330脉冲展宽输出R62.7KR74.3KD42AK10C451PTP4J4-5VE23.3uR103.9KC80.022u32
抽样脉冲输入+5VU1ALM35818BG39013+12V+5V-5VR174.7KC40.1uC50.1uE410uR194.7KR204.7KC100.022uU1B56LM3587R121K+5VR111.5K-5VD1LED(R)4D2LED(O)C9D3LED(G)0.01-5VR15.6KR21KR31KR182KC110.01uR212K 图1-18 PAM脉冲幅度解调实验电原理图
1.4.2 实验步骤
(一)准备工作:准备好PAM1~PAM3三块实验模块,并使其工作正常。 (二)验证抽样定理
1.在PAM4的J5输入单路抽样时序信号(PAM2的J2输入音频信号:fH=1KHz幅度
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2VP-P,J3输入抽样脉冲TP1-1,连接PAM2的J6和PAM4的J5)。用20MHz双踪示波器分别观察PAM2的J2和PAM4的TP5~TP7。
2.在PAM4的J5输入单路抽样时序信号(PAM2的J2输入音频信号:fH=420Hz幅度2VP-P,J3输入抽样脉冲TP1-1,连接PAM2的J6和PAM4的J5)。用20MHz双踪示波器分别观察PAM2的J2和PAM4的TP5~TP7。
3.在PAM4的J5输入单路抽样时序信号(PAM2的J2输入音频信号:fH=6KHz幅度2VP-P,J3输入抽样脉冲TP1-1,连接PAM2的J6和PAM4的J5)。用20MHz双踪示波器分别观察PAM2的J2和PAM4的TP5~TP7。 (三)分路选通和脉冲展宽
1.在PAM4的J1输入多路抽样时序信号(PAM2的J1输入音频信号fH=1KHz幅度2VP-P,J3输入第一路抽样脉冲TP1-1;PAM2的J4输入音频信号fH=500Hz幅度2VP-P,J5输入第二路抽样脉冲TP2-1,连接PAM2的J6和PAM4的J1)。PAM4的J4分别输入分路选通脉冲TP1-2或TP2-2,用20MHz双踪示波器分别观察PAM2的TP2、TP4和PAM4的TP3。
(四)时分多路系统中的路际串话:在PAM调制和解调之间串入PAM3模块
在PAM4的J1输入第一路抽样时序信号(PAM4的J1输入音频信号fH=1KHz幅度2VP-P,J3输入第一路抽样脉冲TP1-1)。PAM4的J4输入第二分路选通脉冲TP2-2,连接J3和J5,在“近距离”、“中距离”、“远距离”三种情况下分别观察第一路对第二路的路际串话情况。
1.4.3 实验测试结果
⑴ TP1(J1)输入脉冲调幅PAM2的J6,如下图所示:
图1-19 TP1波形图
⑵ TP4(J4)抽样脉冲输入TP1-1,如下图所示:
图1-19 TP4波形图
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⑶ 观测TP3脉冲展宽输出波形如下图所示:
图1-20 TP3波形图
⑷ PAM4的脉冲调幅输入J5输入PAM2的脉冲调幅输出J6,波形同TP1。 ⑸ 观测TP7解调输出波形如下图所示:
图1-21 TP7波形图 实际测试结果:
图1-22 TP1、4、3、7输出波形图
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1.5 PCM脉冲编译码实验 PCM
1.5.1 实验原理
PCM基群作为数字微波通信和光纤通信系统的终端设备,在目前通信系统中占有很重要地位。本实验主要学习PCM30/32路基群系统的PCM编译码器、并对PCM编译码器进行自环测试,加深对PCM终端设备的了解。
脉冲编码调制通信就是把一个时间连续、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后在信道中进行传输。而脉冲编码调制就是对模拟信号先进行抽样后,再对样值的幅度进行量化、编码的过程。
所谓抽样,就是利用抽样脉冲对模拟信号进行周期性扫描,从而把时间上连续的信号变成变成时间上离散的信号。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息。它的抽样速率下限是由抽样定理确定的。在该实验中,抽样速率采用8Kbit/s。模拟信号抽样示意图如图下图所示。
图1-22 模拟信号抽样示意图
所谓量化,就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散,即用一组规定的电平,把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。
所谓编码,就是用一组二进制码来表示每一个有固定电平的量化值。然而,实际上量化是在编码过程中同时完成的,故编码过程也称为模/数变换,可记作A/D。
在幅度与时间上连续变化的模拟信号经抽样后,虽然在时间轴上变为离散量,但在幅度上每一采样仍为连续量,为了使每一采样用数字代码表示,就必须将幅度用有限个电平来表示,实现这个过程称作幅度量化。
PCM的原理如图1-23所示。话音信号先经防混迭低通滤波器,得到限带信号(300~3400Hz),进行脉冲抽样,变成8KHz重复频率的抽样信号,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规定抽样率为8KHz,每抽样值编8位码,即共有28=256个量化值,因而每话路PCM编码后的标准数码率是64kb/s。为解决均匀量化时小信号量化误差大、音质
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差的问题,在实际中采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法,具体如图1-24所示。
图1-23 PCM的原理框图 图1-24 A律与u律的压缩特性
1.5.2 实验步骤
⑴ J1话音输入1K、2V的音频信号;
⑵ J6时分脉冲输入Q8K; ⑶ J5时钟输入2048K;
⑷ 连接PCM编码输出和编码输入
1.5.3 实验测试结果
理论波形:
观测编码输出TP2如下图所示:
图1-25 TP2波形图
⑸观测话音输出J4为1K的音频信号如下图所示:
图1-26 1K音频信号
实际测试波形:
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