數字通信原理實驗箱,增量調制編譯碼系統(tǒng)實驗
數字通信原理實驗箱增量調制編譯碼系統(tǒng)實驗掌握增量調制編譯碼的基本原理，并理解實驗電路的工作過程。
一、數字通信原理實訓箱增量調制編譯碼系統(tǒng)實訓目的
1.掌控把握增量調制編譯碼的基礎原理，并理解實訓電子線路的作業(yè)過程。
2.理解不一樣速率的編譯碼，以及低速率編譯碼時的輸出波動線。
二、實訓電子線路作業(yè)原理
1.增量調制的編碼實訓
（一）電子線路包括
圖7-1是增量調制編碼器實訓構造框圖, 圖7-4是電原理圖。
圖7-1 增量調制編碼器實訓構造框圖
（二）電子線路作業(yè)原理
1.增量調制的作業(yè)原理
增量調制編碼每次取樣只編一位碼，這一位編碼不是表示信號抽樣值的大小，而是表示抽樣幅度的增量，即應用一位二進制數碼"1"或"0"來表示信號在抽樣時刻的值相對于前一個抽樣時刻的值是增大還在減小，增大則輸出"1"碼，減小則輸出"0"碼。輸出的"1"、"0"只是表示信號相對于前一個時刻的增減，不表示信號的幅值。
2．大規(guī)模含有概括電子線路MC34115芯片功能引腳簡介略,詳見所附光盤MC34115芯片。
3．編碼電子線路的作業(yè)過程
由圖7-2可知，寫入的音頻信號，經過發(fā)送通道電子線路輸出到電解電容E201，經過耦合至MC34115的模仿信號寫入端，第1引腳，因為本實訓是編碼作業(yè)方法。--置高電平給U201（MC34115）的第15引腳。此時芯片內的模仿寫入運算放大器與移位寄存器接通，從第1引腳（ANI）寫入的模仿信號與第2引腳（ANF）寫入的本地解碼信號相減并放大得到誤差信號，然后按照該信號極性編成數值信碼從第9引腳（DOT）輸出。該信碼在片內經過3級或4級移位寄存器及檢驗測量試驗邏輯電子線路。檢驗測量試驗過去的3位或4位信碼中是否為連續(xù)"1"或連續(xù)"0"的出現。一旦當移位寄存器各級輸出為全"1"碼或全"0"碼時，表明積分運算放大器增益過小，檢驗測量試驗邏輯電子線路從第11引腳（COIN端）輸出負極性一致脈沖，經過外接音節(jié)平滑濾波器后得到量階控制電壓（V）（V）寫入到第3引腳（SYL端），由內部電子線路決定，GC端電壓（V）（V）與SYL端相同，這就相當于量階控制電壓（V）（V）加到GC端。
在沒有音頻模仿信號寫入時，話路是空閑狀態(tài)，則編碼器應能輸出平穩(wěn)的"1"、"0"交替碼，這需要一小積分電流（A）（A）來完成，該電流（A）（A）可經過增大調動電位器來獲取。由于極性開關的失配，積分運算放大器與模仿寫入運算放大器的電壓（V）（V）失調，此電流（A）（A）不能太小，否則無法得到平穩(wěn)的"1"、"0"交替碼。該芯片總環(huán)路失調電壓（V）（V）約為1.5mv（注：IGC=120A，Vcc=12V，TA=25C），所以量階可選用為3mv。當本地積分時間常數1ms時，則小積分電流（A）（A）取10A，就可得到平穩(wěn)的"1"、"0"交替碼。如果輸出不要求有平穩(wěn)的"1"、"0"交替碼，量階可減小到0.1mv，而環(huán)路仍可正常作業(yè)。
MC34115是應用3位數字檢驗測量試驗控制的可變斜率方法，即通常所講的三連"1"，三連"0"檢驗測量試驗算法，常用的芯片還有MC3417（MOTO公司）、SC3417（國產），它們的溫度（℃）（℃）界限為0～70C，MC3517、SC3517（-55～125C），這些多用來軍事保密通信；還有一種檢驗測量試驗算法是四連"1"、四連"0"檢驗測量試驗算法，如MC3418、SC3418（0～70C）、MC3518、SC3518（-55～125C）多用來軍事或商用數字電話通信設備中。
4.CVSD編碼電原理圖（圖7-2）
圖7-2 CVSD編碼電原理圖
2.增量調制的譯碼實訓：
由發(fā)端送來的編碼數值信號加至開關J801的引腳，經過該開關的作用，把信號送到U801（MC34115）芯片的第13引腳，即接收數值寫入端。本系統(tǒng)因為是譯碼電子線路，故置低電平至U801（MC34115）的15引腳，使模仿寫入運算放大器與移位寄存器斷開，而數字寫入運算放大器與移位寄存器接通，這樣，接收數值信碼經過數字寫入運算放大器整形后送到移位寄存器，后面的作業(yè)過程與編碼時相同，只是解調信號不再送回第2引腳（ANF端），而是直接送入后面的積分互聯網中，再經過接收通道低通濾波電子線路濾去高頻量化噪聲，然后送出話音信號，推動喇叭。圖7-3是增量調制系統(tǒng)譯碼電子線路構造方框圖。
雖然增量調制系統(tǒng)的話音重量（kg）不如脈沖編碼調制PCM數字系統(tǒng)的音質，但是由于增量調制電子線路對比簡便，能從較低的數碼率實行編碼，通常為16～32kbit/s,在用來單路數字電話通信時，不需要收發(fā)端同步，故增量調制系統(tǒng)仍然廣泛應用來數字話音通信系統(tǒng)中，如應用在傳輸數碼率的軍事，野外及保密數字電話等方面，在軍隊系統(tǒng)中的數字衛(wèi)星通信地面站設備中，其終端部分的話音編碼就是應用的這種大規(guī)模含有概括電子線路MC3417，MC3418的連續(xù)可變斜率增量調制方法。
圖7-3 增量調制系統(tǒng)譯碼器電子線路構造方框圖
三、實訓內容
(一) 增量調制的編碼實訓
1．增量調制CVSD（ M）編碼實訓
2. 增量調制CVSD（ M）譯碼實訓
3. 作業(yè)時鐘可變狀態(tài)下 M編譯碼重量（kg）對比
4．同等條件下的PCM與 M 系統(tǒng)功能對比實訓
四、實訓步驟及注意事項
1. 打開實訓箱右側電源開關，電源指示燈亮。
2. 將同步正弦波信號用連接線由TP002"同步輸出"接入TP201"模仿寫入"銅鉚孔。調動寫入信號幅度峰峰值在2V左右，
3. 薄膜鍵盤選用增量編碼譯碼實訓中各作業(yè)時鐘：
01：8KHz； 02：32KHz； 03：64KHz。
4．K801開關選用：
1—2：增量調制譯碼部分接收來自增量調制編碼電子線路的編碼數字信號寫入；
2—3：增量調制譯碼部分接收來自"數字同步技術模型塊"再生數字信號寫入。
注意：編碼作業(yè)時鐘應與譯碼作業(yè)時鐘一致。
5．測量TP201～TP205、TP801～TP804各點波動線，特別注意對比TP202、TP205兩點波動線。
6．改變編譯碼的作業(yè)時鐘，再測量TP201～TP205、TP801～TP804各點波動線，特別注意TP202、TP205兩點波動線（圖7-5）。
7．改變寫入信號的幅度，查看TP202、TP205兩點波動線的改變。
8． 用其他模仿信號寫入，測量TP201～TP205、TP801～TP804各點波動線，特別注意TP202、TP205兩點波動線。
9．外加信號寫入要注意信號的幅度及其相應的頻率界限。
10．將譯碼信號輸出TP804，用連接線接入功放TP006，由喇叭輸出，直觀感受改變有關功能數值對通信重量（kg）的影響。
圖7-6 本實訓系統(tǒng)通信實訓
五、測量點說明
TP201：模仿信號寫入端。寫入300～3400Hz的模仿信號，若幅度過大，當信號的實際斜率超過譯碼器的大跟蹤斜率時，本地譯碼波動線跟蹤不上信號的改變，將造成過載噪聲。因此信號波動線幅度盡量小一些。方法是：可改變相應信號源輸出幅度的大小。
TP202：增量調制編碼電子線路的本地譯碼信號輸出波動線。其輸出波動線與TP201的波動線相近似，但它的上升斜率和下降斜率不一樣。波動線不好可調動W201電位器。
TP203：增量調制編碼電子線路的作業(yè)時鐘寫入波動線，作業(yè)頻率為64KHz或32KHz或8KHz，它由薄膜鍵盤選用來決定時鐘信號：
01為 8KHz； 02為32KHz； 03為64KHz。
TP204：一致脈沖信號輸出波動線，它隨寫入信號波動線的改變而改變。當編碼數字信號出現三個連0（或三個連1）時，一致脈沖信號輸出負電平，直至連0（或連1）情況停止，返回正電平輸出。
TP205：增量調制編碼電子線路輸出的數字編碼信號波動線。
TP801：增量調制譯碼電子線路的作業(yè)時鐘寫入波動線，作業(yè)頻率為64KHz或32KHz或8KHz。
TP802：增量調制譯碼電子線路接收的數字編碼信號寫入波動線。
開關K801的作用：
1端與2端相連，譯碼電子線路接受編碼電子線路輸出的編碼數字信號，即：TP802 = TP205。
2端與3端相連，譯碼部分接收來自"數字同步技術模型塊"再生數字信號寫入，即：TP802 = TP707。
TP803：增量調制譯碼電子線路的本地譯碼電子線路模仿信號輸出波動線，可調動W801。
其輸出波動線與TP202相近似，即經過二次積分互聯網后輸出的波動線。
TP804：譯碼輸出，由譯碼部分的本地譯碼信號經過濾波器后得到。若恢復得好，應與TP201同。
增量調制編譯碼電子線路信號波動線示意圖
六、實訓報告要求
1.畫出實訓電子線路的實訓方框圖，并作簡要敘述。
2.畫出各測量各點波動線，集合課程課程理論解析說明所發(fā)生的各種情況。
3.在通話的重量（kg）方面，你認為該實訓系統(tǒng)如何改進方能提升話音的重量（kg），及對本實訓有何改進意見？
1.掌控把握增量調制編譯碼的基礎原理，并理解實訓電子線路的作業(yè)過程。
2.理解不一樣速率的編譯碼，以及低速率編譯碼時的輸出波動線。
二、實訓電子線路作業(yè)原理
1.增量調制的編碼實訓
（一）電子線路包括
圖7-1是增量調制編碼器實訓構造框圖, 圖7-4是電原理圖。
圖7-1 增量調制編碼器實訓構造框圖
（二）電子線路作業(yè)原理
1.增量調制的作業(yè)原理
增量調制編碼每次取樣只編一位碼，這一位編碼不是表示信號抽樣值的大小，而是表示抽樣幅度的增量，即應用一位二進制數碼"1"或"0"來表示信號在抽樣時刻的值相對于前一個抽樣時刻的值是增大還在減小，增大則輸出"1"碼，減小則輸出"0"碼。輸出的"1"、"0"只是表示信號相對于前一個時刻的增減，不表示信號的幅值。
2．大規(guī)模含有概括電子線路MC34115芯片功能引腳簡介略,詳見所附光盤MC34115芯片。
3．編碼電子線路的作業(yè)過程
由圖7-2可知，寫入的音頻信號，經過發(fā)送通道電子線路輸出到電解電容E201，經過耦合至MC34115的模仿信號寫入端，第1引腳，因為本實訓是編碼作業(yè)方法。--置高電平給U201（MC34115）的第15引腳。此時芯片內的模仿寫入運算放大器與移位寄存器接通，從第1引腳（ANI）寫入的模仿信號與第2引腳（ANF）寫入的本地解碼信號相減并放大得到誤差信號，然后按照該信號極性編成數值信碼從第9引腳（DOT）輸出。該信碼在片內經過3級或4級移位寄存器及檢驗測量試驗邏輯電子線路。檢驗測量試驗過去的3位或4位信碼中是否為連續(xù)"1"或連續(xù)"0"的出現。一旦當移位寄存器各級輸出為全"1"碼或全"0"碼時，表明積分運算放大器增益過小，檢驗測量試驗邏輯電子線路從第11引腳（COIN端）輸出負極性一致脈沖，經過外接音節(jié)平滑濾波器后得到量階控制電壓（V）（V）寫入到第3引腳（SYL端），由內部電子線路決定，GC端電壓（V）（V）與SYL端相同，這就相當于量階控制電壓（V）（V）加到GC端。
在沒有音頻模仿信號寫入時，話路是空閑狀態(tài)，則編碼器應能輸出平穩(wěn)的"1"、"0"交替碼，這需要一小積分電流（A）（A）來完成，該電流（A）（A）可經過增大調動電位器來獲取。由于極性開關的失配，積分運算放大器與模仿寫入運算放大器的電壓（V）（V）失調，此電流（A）（A）不能太小，否則無法得到平穩(wěn)的"1"、"0"交替碼。該芯片總環(huán)路失調電壓（V）（V）約為1.5mv（注：IGC=120A，Vcc=12V，TA=25C），所以量階可選用為3mv。當本地積分時間常數1ms時，則小積分電流（A）（A）取10A，就可得到平穩(wěn)的"1"、"0"交替碼。如果輸出不要求有平穩(wěn)的"1"、"0"交替碼，量階可減小到0.1mv，而環(huán)路仍可正常作業(yè)。
MC34115是應用3位數字檢驗測量試驗控制的可變斜率方法，即通常所講的三連"1"，三連"0"檢驗測量試驗算法，常用的芯片還有MC3417（MOTO公司）、SC3417（國產），它們的溫度（℃）（℃）界限為0～70C，MC3517、SC3517（-55～125C），這些多用來軍事保密通信；還有一種檢驗測量試驗算法是四連"1"、四連"0"檢驗測量試驗算法，如MC3418、SC3418（0～70C）、MC3518、SC3518（-55～125C）多用來軍事或商用數字電話通信設備中。
4.CVSD編碼電原理圖（圖7-2）
圖7-2 CVSD編碼電原理圖
2.增量調制的譯碼實訓：
由發(fā)端送來的編碼數值信號加至開關J801的引腳，經過該開關的作用，把信號送到U801（MC34115）芯片的第13引腳，即接收數值寫入端。本系統(tǒng)因為是譯碼電子線路，故置低電平至U801（MC34115）的15引腳，使模仿寫入運算放大器與移位寄存器斷開，而數字寫入運算放大器與移位寄存器接通，這樣，接收數值信碼經過數字寫入運算放大器整形后送到移位寄存器，后面的作業(yè)過程與編碼時相同，只是解調信號不再送回第2引腳（ANF端），而是直接送入后面的積分互聯網中，再經過接收通道低通濾波電子線路濾去高頻量化噪聲，然后送出話音信號，推動喇叭。圖7-3是增量調制系統(tǒng)譯碼電子線路構造方框圖。
雖然增量調制系統(tǒng)的話音重量（kg）不如脈沖編碼調制PCM數字系統(tǒng)的音質，但是由于增量調制電子線路對比簡便，能從較低的數碼率實行編碼，通常為16～32kbit/s,在用來單路數字電話通信時，不需要收發(fā)端同步，故增量調制系統(tǒng)仍然廣泛應用來數字話音通信系統(tǒng)中，如應用在傳輸數碼率的軍事，野外及保密數字電話等方面，在軍隊系統(tǒng)中的數字衛(wèi)星通信地面站設備中，其終端部分的話音編碼就是應用的這種大規(guī)模含有概括電子線路MC3417，MC3418的連續(xù)可變斜率增量調制方法。
圖7-3 增量調制系統(tǒng)譯碼器電子線路構造方框圖
三、實訓內容
(一) 增量調制的編碼實訓
1．增量調制CVSD（ M）編碼實訓
2. 增量調制CVSD（ M）譯碼實訓
3. 作業(yè)時鐘可變狀態(tài)下 M編譯碼重量（kg）對比
4．同等條件下的PCM與 M 系統(tǒng)功能對比實訓
四、實訓步驟及注意事項
1. 打開實訓箱右側電源開關，電源指示燈亮。
2. 將同步正弦波信號用連接線由TP002"同步輸出"接入TP201"模仿寫入"銅鉚孔。調動寫入信號幅度峰峰值在2V左右，
3. 薄膜鍵盤選用增量編碼譯碼實訓中各作業(yè)時鐘：
01：8KHz； 02：32KHz； 03：64KHz。
4．K801開關選用：
1—2：增量調制譯碼部分接收來自增量調制編碼電子線路的編碼數字信號寫入；
2—3：增量調制譯碼部分接收來自"數字同步技術模型塊"再生數字信號寫入。
注意：編碼作業(yè)時鐘應與譯碼作業(yè)時鐘一致。
5．測量TP201～TP205、TP801～TP804各點波動線，特別注意對比TP202、TP205兩點波動線。
6．改變編譯碼的作業(yè)時鐘，再測量TP201～TP205、TP801～TP804各點波動線，特別注意TP202、TP205兩點波動線（圖7-5）。
7．改變寫入信號的幅度，查看TP202、TP205兩點波動線的改變。
8． 用其他模仿信號寫入，測量TP201～TP205、TP801～TP804各點波動線，特別注意TP202、TP205兩點波動線。
9．外加信號寫入要注意信號的幅度及其相應的頻率界限。
10．將譯碼信號輸出TP804，用連接線接入功放TP006，由喇叭輸出，直觀感受改變有關功能數值對通信重量（kg）的影響。
圖7-6 本實訓系統(tǒng)通信實訓
五、測量點說明
TP201：模仿信號寫入端。寫入300～3400Hz的模仿信號，若幅度過大，當信號的實際斜率超過譯碼器的大跟蹤斜率時，本地譯碼波動線跟蹤不上信號的改變，將造成過載噪聲。因此信號波動線幅度盡量小一些。方法是：可改變相應信號源輸出幅度的大小。
TP202：增量調制編碼電子線路的本地譯碼信號輸出波動線。其輸出波動線與TP201的波動線相近似，但它的上升斜率和下降斜率不一樣。波動線不好可調動W201電位器。
TP203：增量調制編碼電子線路的作業(yè)時鐘寫入波動線，作業(yè)頻率為64KHz或32KHz或8KHz，它由薄膜鍵盤選用來決定時鐘信號：
01為 8KHz； 02為32KHz； 03為64KHz。
TP204：一致脈沖信號輸出波動線，它隨寫入信號波動線的改變而改變。當編碼數字信號出現三個連0（或三個連1）時，一致脈沖信號輸出負電平，直至連0（或連1）情況停止，返回正電平輸出。
TP205：增量調制編碼電子線路輸出的數字編碼信號波動線。
TP801：增量調制譯碼電子線路的作業(yè)時鐘寫入波動線，作業(yè)頻率為64KHz或32KHz或8KHz。
TP802：增量調制譯碼電子線路接收的數字編碼信號寫入波動線。
開關K801的作用：
1端與2端相連，譯碼電子線路接受編碼電子線路輸出的編碼數字信號，即：TP802 = TP205。
2端與3端相連，譯碼部分接收來自"數字同步技術模型塊"再生數字信號寫入，即：TP802 = TP707。
TP803：增量調制譯碼電子線路的本地譯碼電子線路模仿信號輸出波動線，可調動W801。
其輸出波動線與TP202相近似，即經過二次積分互聯網后輸出的波動線。
TP804：譯碼輸出，由譯碼部分的本地譯碼信號經過濾波器后得到。若恢復得好，應與TP201同。
增量調制編譯碼電子線路信號波動線示意圖
六、實訓報告要求
1.畫出實訓電子線路的實訓方框圖，并作簡要敘述。
2.畫出各測量各點波動線，集合課程課程理論解析說明所發(fā)生的各種情況。
3.在通話的重量（kg）方面，你認為該實訓系統(tǒng)如何改進方能提升話音的重量（kg），及對本實訓有何改進意見？
