增量调制(M)编译码实验.ppt

实验三增量调制( ΔM)编译码实验?一、实验目的?1、了解语音信号的ΔM编码过程; ?2、验证ΔM的编译码原理; 粗略了解ΔM编译码专用集成电路的基本工作原理、外部电路设计原则和一般使用方法; 了解语音信号数字化技术的主要指标,学****指标的测试方法。?二、实验预****要求?1、复****通信系统原理》中有关ΔM增量调制原理的章节; ?2、认真预****本实验内容,熟悉实验步骤; ?3、了解主要指标的测试方法。三、单片ΔM编码系统组成和电路原理?1、系统组成与电路原理系统组成的方框图如图所示,它是由定时部分、△M编译码器及收、发运放电容滤波器组成的。语音信号发定时发滤波器编码器收定时收滤波器译码器语音信号信道△M编译码系统框图?2、电路原理? MC3418 简介 MC3418 是 MOTOLOLA 公司生产的通信专用集成电路,它是数字检测音节压扩增量编译码器。它由模拟输入放大器、数字输入运算放大器、电压/电流转换运算放大器、极性开关、工作选择开关和数字检测(移位寄存器和逻辑电路)等部分构成的。第 15 脚的工作电平可以控制该片工作于编码状态或译码状态:当第 15 脚接高电平(VCC/2) 时,该片做编码器用;当第 15 脚接低电平(地)时,该片做译码器用。+ - -+ 1 2 调制/解调选择时钟 VCC电源+ VEE电源- 12 34 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 模拟运放 VTH数字运放 3+ - 极性开关+ - 4 Iint Io vcc/2 逻辑 4位移位寄存器控制电压控制电流脉冲 MC3418 编译码器原理框图?当单片作为编码器使用时, 15 脚接高电平,这时工作开关使模拟运放与移位寄存器接通。模拟信号由 1脚输入,本地译码信号由 2脚输入,运算放大器对它们进行比较并将差值放大。运算放大器输出经电平转换给出数字信码。?在 14 脚输入的时钟后沿时刻,运算放大器输出的结果进入移位寄存器。这一结果也同时接到 9脚和极性开关, 前者作为数字码输出,后者用来控制流入积分器的电流的极性,积分运算放大器与外接的 RC 网络构成积分器,受极性开关控制的电流在此积分后累加形成本地译码信号。?四级移位寄存器和逻辑电路完成检测功能。当有四个连“1”或连“0”码出现时,从 11 脚输出一个负极性的一致脉冲,一致脉冲经外接音节滤波器平滑之后得到量阶控制电压,此电压反映了前一段时间内模拟输入信号的平均斜率。?量阶控制电压加到第 3脚。由内部 V/I 转换电路决定 4脚的电压随 3 脚的电压变化。当 4脚通过外接电阻连接到某一固定电位上,则流入 4脚的电流就随 3脚的控制电压变化,从而将控制电压的变化转换为控制电流的变化。 V/I 转换器的输出电流与 4脚的输入电流相等。此电流经极性开关送到积分器,因此, 积分量阶的大小就随着输入模拟信号的平均斜率而变化。这样就形成了数字检测音节的压扩过程。?在作译码器应用时,第 15 脚通过一只 10K Ω电阻接地,这时数字运算放大器与移位寄存器接通。信码由 13 脚输入与 12 脚的阀电平比较,然后经运算放大器整形后送到移位寄存器,经再定时的信码从 9脚输出。其后的工作过程则与编码器一样,只是译码信号不再送回第 2脚而是送往接收低通滤波器。单积分电路? MC3418 内部仅有积分运算放大器,为完成本地译码过程,需要外接一个网络。用户可以根据自己的需要用外接 RC 网络接成单积分、双积分、△-∑等电路。本实验给出一种单积分电路的实例。?积分电路对应的控制电流压缩比应达到 258 ,相当于 49dB 。最大与最小控制电流分别由 4脚外接电阻 R x和R min决定。积分运算放大器的输入阻抗很高,从极性开关的量阶控制电流几乎全部进入电阻 R和电容 C。网络的阻抗传递函数可以写成: H(s)=(V(s))/(I(s))=-(1/((1/R)+SC)) 经整理后得到-(V(s))/(I(s))=(I/C)/(S+1/(RC))=K/(S+W O ) (1) 其中 K=1/C ,W O =1/(RC) 。一般认为是 300Hz 。当 R= 10K Ω, C= μf时, f 0= 159Hz 。将式(1) 写成时域形式-I=V/R+C(dv)/dt (2) MC3418 5 6 7 + - 4 R C单积分电路图有关资料指出编码器约在+12dBm(f=1000Hz) 处为临界过载,另外,输入信号的最大幅度为 ,这时流过积分器的最大电流为 I max ≈I cmax = C(dv)/dt = × 10-6 ×2π× 1000 × ≈ 另一方面,由编码器要求的最小量阶电压可求出当采样率 f S =32KHz 时, 最小控制电