通信原理δm编码、译码综合实验

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1、实验二ΔM编码、译码综合实验一、实验目的1．加深理解语音信号的增量调制编、译码原理。2．了解简单增量调制(ΔM)，压扩增量调制(ADM)系统的方案，组成和特点。3．对系统的主要技术指标进行实验测试、计算和分析，学会对这些主要指标的测试方法。4．对简单增量调制与压扩增量调制方式的电路性能作对比分析。二、实验内容1．简单ΔM编码实验(1)时钟测试同步信号源实验(5)临界编码实验(2)静态编码实验(6)过载编码实验(3)起始编码实验(7)简单ΔM编码动态范围测试(4)正常编码实验(8)简单ΔM译码实验2．压

2、扩ΔM编码实验(1)压扩控制信号实验(3)压扩过载特性(2)压扩编码动态范围测试(4)幅频特性实验3．压扩译码、滤波、功放实验4．压扩编译码实验5．压扩编译码话音信号测试实验6．简单压扩ΔM音质试听评价实验7．压扩量化信噪比测试实验8．学生常犯的测量错误三、基本原理3．1概述增量调制是采用一位二进制数码来表示信号此时刻的值相对于前一个取样时刻的值是增大还是减小，增大发“1”码，减少发“0”码，数码的“1”、“0”只是表示信号相对于前一时刻的增减，不代表信号的绝对值。收端译码则是每收到一个“1”码，译码

3、器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量价，每收到一个“0”码下降一个量价。当收到连“1”码时，表示信号连续增长。当收到连“0”47码时，表示信号连续下降。译码输出再通过低通滤波器滤去高频量化噪声，从而恢复原信号。因此，当取样频率足够高时，量价的大小取得恰当，收端恢复的信号与原信号非常接近、量化噪声可以很小。增量调制的突出优点是：设备简单，能以较低的数码率进行编码。特别是用在单路数字电话，增量调制更有吸引力。因为单路增量系统根本不需解决收发同步问题，而脉码调制即使是单路通信也需要同步码组。增量调制这一优

4、点正是任意选址通信。轻型数字式宽带散射通信。微波中继通信和卫星通信等特殊方式所企求的。目前在各种改进型增量调制中，对于话音信号编码来说，以数字音节压扩总和增量调制的效果比较好，目前采用得比较多。对话音的清晰度和自然度，在32千比特/秒的数码率的情况下，试听效果比较满意。3．2简单增量调制3．2．.1工作原理框图图2一1(a)为增量编码框图，它是由相加电路与放大限幅器(二者合在一起通常称为比较器)，定时判决电路和本地译码器三部分组成。比较器输入端有一个相加电路，本地译码信号的反相值-S1(t)与原话音信

5、号S(t)相加，实现s(t)和S1(t)相减，得出差值信号e(t)。e(t)=S(t)－S1(t)设s1(t)小于原话音信号s(t)，则误差信号e(t)为正，根据增量编码规则，e(t)为正发1码。图2.1增量调制工作原理框图47编码器输出数码P(t)为“1”码。数码P(t)同时送给本地译码器，本地译码器收到“1”码，按增量译码规则产生一个正斜变电压，使s1(t)上升，实际电路是将P(t)反相变成-P(t)再译码，译出的信号为-s1(t)，如果用P(t)译码、译出的是s1(t)。反相的目的是为了实现s(

6、t)与s1(t)相减。(为了讲述方便以后我们都用s1(t)与s(t)来比较大小，画图也用s1(t)来表示)。如果s1(t)大于s(t)，则编码器发“0”码，令本地译码器产生一负斜变电压，使本地译码信号s1(t)下降，因此本地译码信号s1(t)在编码过程始终跟踪原话音信号s(t)上下变化，误差在一个量阶q左右。这样一个编码系统实际上是一个负反馈环路。它的特点是，每隔一定的取样时时间隔T，进行一次反馈调整，而不是随时连续的调整。调整的结果，使本地译码信号Sl(t)始终跟踪原话音信号S(t)，使差值信号e(

7、t)保持极小值。这种情况大致就像汽车通过驾驶盘不断地转动使它沿着正确的方向前进一样，原话音信号就像是通路，而汽车行走的轨迹就像是跟踪信号。只要行车速度不是太快，而每次调整的相隔时间不是太长，尽管汽车不是沿着道路中心线前进，但也不会跑到道路外边去。把这样的二进制数码，通过信道传递出去，在收端按同样规则动作，也就可以得到同样的跟踪波形。现在让我们分析一下静态，即无信号S(t)输入时，编码器P(t)输出什么样的码型，本地译码信号S1(t)的波形是个什么样子。当S(t)=0时，我们先假设在tl时刻Sl(tO)

8、=－q/2，信码P(tO)在tO时刻之前“0”码(见图1一2)。则误差信号e(t0)在时刻为根据编码规则，e(t)>0时发“1”码，信码在to时刻由“0”变“1”。在to之后Sl将在-q/2基础上产生一个正斜度变电压，到t1时刻上升到+q/2。这时根据编码规则，e(t)<0发“0”码，Sl在tl之后将在+q基础上产生一负斜变电压，到t2时刻，Sl(tl)又下降到-q/2，这时e(t2)>0发“1”码。结果输出码流P(t)的码型为一系列“0”“1”交替的脉