实验二实验报告
更新时间:2024-04-28 23:18:01 阅读量: 综合文库 文档下载
PAM和PCM编译码器系统
一、 实验目的
1. 观察了解PAM信号形成的过程;验证抽样定理;了解混叠效应形成的原因;
2. 验证PCM编译码原理;熟悉PCM抽样时钟、编码数据和输入/输出时钟之间的关系;了
解PCM专用大规模集成电路的工作原理和应用。 二、 实验内容和步骤 1. PAM编译码器系统 1.1 自然抽样脉冲序列测量 (1) 准备工作;
(2) PAM脉冲抽样序列观察; (3) PAM脉冲抽样序列重建信号观测。 1.2 平顶抽样脉冲序列测量 (1) 准备工作;
(2) PAM平顶抽样序列观察; (3) 平顶抽样重建信号观测。 1.3 信号混叠观测 (1) 准备工作
(2) 用示波器观测重建信号输出的波形。 2. PCM编译码器系统 2.1 PCM串行接口时序观察
(1) 输出时钟和帧同步时隙信号的观察; (2) 抽样时钟信号与PCM编码数据测量;
2.2 用示波器同时观察抽样时钟信号和编码输出数据信号端口(TP502),观测时以TP504
同步,分析掌握PCM编码输数据和抽样时钟信号(同步沿、脉冲宽度)及输出时钟的对应关系;
2.3 PCM译码器输出模拟信号观测,定性观测解码信号与输入信号的关系:质量,电平,
延时。
2.4 PCM频率响应测量:调整测试信号频率,定性观察解码恢复出的模拟信号电平,观测
输出信号电平相对变化随输入信号频率变化的相对关系;
2.5 PCM动态范围测量:将测试信号频率固定在1000Hz,改变测试信号电平,定性观测解
码恢复出的模拟信号的质量。 三、 实验数据处理与分析 1. PAM编译码器系统
(1) 观察得到的抽样脉冲序列和正弦波输入信号如下所示:
上图中上方波形为输入的正弦波信号,下方为得到的抽样脉冲序列,可见抽样序列和正
弦波信号基本同步。
(2) 观测得到的重建信号和正弦波输入信号如下所示:
如上图所示,得到的重建信号也为正弦波,波形并没有失真。
(3) 平顶抽样的脉冲序列如下所示:
上图中上方的波形为输入的正弦波信号,下方为PAM平顶抽样序列。
(4) 平顶抽样的重建信号波形:
可见正弦波经过平顶抽样,最终重建的信号仍为正弦波。
(5) 观察产生混叠时的重建信号的输出波形
在实验时将输入的正弦波频率调至7.5KHz,通过示波器观察得到的输入正弦波波形和输出的重建信号如下所示:
由于实验时采用的抽样频率为8KHz,所以当输入的信号频率为7.5KHz时已经不满足抽
样定理的要求了,所以会产生混叠误差,导致了输出的重建波形如上图所示,不再是正弦波了。
(6) 在采用抗混滤波器时的输出波形的性能,通过改变输入频率得到结果如下表所示: 输入频率/Hz 输出性能/V
从测量结果可以得出如下规律:随着输入正弦波信号的频率逐渐升高,输出重建波形的
0.72 0.73 0.704 0.70 0.632 0.488 0.340 0.230 0.216 300 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 3700 幅值逐渐降低。这是由于在实验电路中加入了抗混滤波器,该滤波器随着频率的升高会使处理的信号的衰减逐渐变大,所以如试验结果所示,随着输入信号频率的升高,输出信号的幅值在逐渐变小。
(7) 在不采用抗混滤波器时输入与输出波形之间的关系,得到的结果如下表所示: 输入频率/Hz 输出频率/Hz 1000 2500 3000 2500 1500 500 497 1000 3012 1000 2500 3000 5500 6500 7500 8500 9000 11000 由于实验时采用的抽样频率为8000Hz,所以当输入信号的频率小于4000Hz时满足抽样
定理,输出信号的频率与输入信号相同,所以上表结果中输入频率为1000,2500,3000Hz时输出频率与输入频率相同;当输入频率大于4000Hz时就会产生混叠误差,当根据抽样的性质可以知道,当输入频率小于8000Hz时,输出的频率会因为混叠误差变为“8000-输入频率”,而当输入频率大于8000时,输出信号的频率会变为“输出频率-8000”,所以会得到上表中的结果。
2. PCM编译码器系统
(1) 输出时钟和帧同步时隙信号的观测结果如下:
上图中上方波形为抽样时钟信号的波形,下方为输出时钟信号的波形。从波形中可以看
出,PCM编码的抽样时钟信号和输出时钟信号的同步沿为上升沿,并且在抽样时钟信号为高电平时有八个输出时钟周期。
(2) PCM编码输出数据与抽样时钟信号的关系,得到结果如下:
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