实验七数字基带信号处理实验.ppt

实验七数字基带信号处理实验 一、实验目的 1、熟悉该系统的时钟信号与各种定时信号的产生方法。 2、理解自适应差值脉冲编码调制（ADPCM）的工作原理。 3、了解大规模集成电路MC145540的电路组成及工作原理。 4、了解单片机在通信中的应用。 二、实验预习要求 1、复习脉冲编码调制（PCM）实验的内容。 2、预习有关MCS－51单片计算机的原理及应用。 3、预习本实验内容，熟悉实验原理和步骤。 三、实验原理 （一）系统电路组成 系统电路和总方框图如图7－1所示。 （二）系统时钟信号与信号产生电路 在实验电路或其它电路中，时钟信号是非常重要的，产生出来的时钟的好坏，将直接影响着整体电路质量，时钟的不稳、抖动或产生互相干扰，时钟信号的时序关系不严密，出现误差等等，对通信电路产生不同程度的影响。因此，对时钟信号或者是其它定时信号，必须要有严格的要求，如相位关系，脉冲占空比定时脉宽。 1、时钟信号系统电路组成 2、系统电路分析 (1) 2048KHz时钟信号产生电路 电路如图7－4所示。 电路由倒相器U214:A、B（74LS04）二分频器U211:B（74LS74）等电路组成。电路加电工作后，在测试点TP210处可侧出2048KHz方波信号，再经二分频即为1024KHz方波时钟信号，分别作为收、发电路的突收、突发工作时钟信号，波形如图7－5所示。 （2）时钟分频及定时变换电路 发送1024KHz方波信号进入倒相器U206:A（74LS04）的输入端（第1引脚）后，再经过U206:F（74LS04）输出到第一级分频电路U201（74LS161）中，逐级分频，得到256KHz的时钟信号，在测试点TP211处可测出波形。将U201（74LS161）的第15引脚输出的64KHz窄脉冲信号送至第二级分频电路U202（74LS161）的第7与10引脚，作选通信号。由于只有在64KHz的窄脉冲期间，分频电路才能有输出。因此U202的输出经过逐次分频后，通过U203:A（74LS74）与U204:A（74LS161）U212（74LS04），在U203:A的Q端输出8KHz作为发送分帧同步信号，端输出反相8KHz作为接收分帧同步信号。 U208:A（74LS08）的输出8KHz信号作为软定时信号的计数信号，输送至CPU U215（89C51）的定时器T0、T1。 U210:B（74LS04）是8KHz窄脉冲对256KHz方波进行选通输出。U206:B、C、E（74LS04）作延时用，对256KHz方波信号进行延时，克服逻辑竞争现象。 图7－7分频电路及定时变换电路波形图 （3）发送定时信号产生电路 （4）接收定时信号产生电路 从图中可知,同发送定时信号类同,产生定时信号的方法也相同,故波形略。需要指出的是，U213:A、B（74LS04）、U203:B(74LS74)的作用是对接收到的数字基带信号进行整形输出。 U213:D、E（74LS04）、U210:A（74LS08）、U208:D、E（74LS08）的作用是用接收使能信号（由软件产生）对接收时钟1024KHz的选通进行输出。 （5）软件使能信号产生电路 （三）自适应差值脉冲编码调制（ADPCM）系统电路 1、ADPCM基本原理 目前，脉冲编码调制（PCM）的数字通信系统已经在大容量数字微波、光纤通信系统，以及市话网局间中继传输系统中获得广泛的应用。但是现有的PCM编码必须采用64Kbit/s的A律或μ律对数压扩的方法，才能符合长途电话传输语音的质量指标，其占用频带要比模拟单边带通信系统宽很多倍。这样，对于费用昂贵的长途大容量传输，尤其是对于卫星通信系统，采用PCM数字通信方式时的经济性很难和模拟相比拟。因此，人们一直致力于研究压缩数字化语音占用频带的工作，也就是努力在相同质量指标的条件下，降低数字化语音数码率，以提高数字通信系统的频带利用率。 自适应差值编码调制（ADPCM）是在差值脉冲编码调制（DPCM）基础上逐步发展起来的，DPCM的工作原理参见原理教材有关章节。它在实现上采用预测技术减少量化编码器输入信号的多余度，将差值信号编码以提高效率、降低编码信号速率，这广泛应用于语音和图像信号数字化。CCITT近几年确定了64Kb/s—32kb/s的变换体制，将标准的PCM码变换为32kb/s的ADPCM码，传输后再恢复为64Kb/s的PCM信号，从而使64Kb/s数字话音压缩速率一倍，使传输信道的容易扩大一倍。 ADPCM中的量化器与预测器均采用自适应方式，即量化器与预测器的参