2.了解不同速率的編譯碼，以及低速率編譯碼時(shí)的輸出波形。
二、實(shí)驗(yàn)電路工作原理
1.增量調(diào)制的編碼實(shí)驗(yàn)
（一）電路組成
圖7-1是增量調(diào)制編碼器實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)框圖, 圖7-4是電原理圖。
圖7-1 增量調(diào)制編碼器實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)框圖
（二）電路工作原理
1.增量調(diào)制的工作原理
增量調(diào)制編碼每次取樣只編一位碼，這一位編碼不是表示信號(hào)抽樣值的大小，而是表示抽樣幅度的增量，即采用一位二進(jìn)制數(shù)碼“1”或“0”來(lái)表示信號(hào)在抽樣時(shí)刻的值相對(duì)于前一個(gè)抽樣時(shí)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(hào)相對(duì)于前一個(gè)時(shí)刻的增減，不表示信號(hào)的幅值。
2．大規(guī)模集成電路MC34115芯片功能引腳介紹略,詳見(jiàn)所附光盤MC34115芯片。
3．編碼電路的工作過(guò)程
由圖7-2可知，輸入的音頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)發(fā)送通道電路輸出到電解電容E201，經(jīng)過(guò)耦合至MC34115的模擬信號(hào)輸入端，第1引腳，因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)是編碼工作方式。因此，置高電平給U201（MC34115）的第15引腳。此時(shí)芯片內(nèi)的模擬輸入運(yùn)算放大器與移位寄存器接通，從第1引腳（ANI）輸入的模擬信號(hào)與第2引腳（ANF）輸入的本地解碼信號(hào)相減并放大得到誤差信號(hào)，然后根據(jù)該信號(hào)極性編成數(shù)據(jù)信碼從第9引腳（DOT）輸出。該信碼在片內(nèi)經(jīng)過(guò)3級(jí)或4級(jí)移位寄存器及檢測(cè)邏輯電路。檢測(cè)過(guò)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(xiàn)。一旦當(dāng)移位寄存器各級(jí)輸出為全“1”碼或全“0”碼時(shí)，表明積分運(yùn)算放大器增益過(guò)小，檢測(cè)邏輯電路從第11引腳（COIN端）輸出負(fù)極性一致脈沖，經(jīng)過(guò)外接音節(jié)平滑濾波器后得到量階控制電壓輸入到第3引腳（SYL端），由內(nèi)部電路決定，GC端電壓與SYL端相同，這就相當(dāng)于量階控制電壓加到GC端。
在沒(méi)有音頻模擬信號(hào)輸入時(shí)，話路是空閑狀態(tài)，則編碼器應(yīng)能輸出穩(wěn)定的“1”、“0”交替碼，這需要一最小積分電流來(lái)實(shí)現(xiàn)，該電流可通過(guò)增大調(diào)節(jié)電位器來(lái)獲得。由于極性開(kāi)關(guān)的失配，積分運(yùn)算放大器與模擬輸入運(yùn)算放大器的電壓失調(diào)，此電流不能太小，否則無(wú)法得到穩(wěn)定的“1”、“0”交替碼。該芯片總環(huán)路失調(diào)電壓約為1.5mv（注：IGC=120A，Vcc=12V，TA=25C），所以量階可選擇為3mv。當(dāng)本地積分時(shí)間常數(shù)1ms時(shí)，則最小積分電流取10A，就可得到穩(wěn)定的“1”、“0”交替碼。如果輸出不要求有穩(wěn)定的“1”、“0”交替碼，量階可減小到0.1mv，而環(huán)路仍可正常工作。
MC34115是采用3位數(shù)字檢測(cè)控制的可變斜率方式，即通常所講的三連“1”，三連“0”檢測(cè)算法，常用的芯片還有MC3417（MOTO公司）、SC3417（國(guó)產(chǎn)），它們的溫度范圍為0～70C，MC3517、SC3517（-55～125C），這些多用于軍事保密通信；還有一種檢測(cè)算法是四連“1”、四連“0”檢測(cè)算法，如MC3418、SC3418（0～70C）、MC3518、SC3518（-55～125C）多用于軍事或商用數(shù)字電話通信設(shè)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(diào)制的譯碼實(shí)驗(yàn)：
由發(fā)端送來(lái)的編碼數(shù)據(jù)信號(hào)加至開(kāi)關(guān)J801的引腳，通過(guò)該開(kāi)關(guān)的作用，把信號(hào)送到U801（MC34115）芯片的第13引腳，即接收數(shù)據(jù)輸入端。本系統(tǒng)因?yàn)槭亲g碼電路，故置低電平至U801（MC34115）的15引腳，使模擬輸入運(yùn)算放大器與移位寄存器斷開(kāi)，而數(shù)字輸入運(yùn)算放大器與移位寄存器接通，這樣，接收數(shù)據(jù)信碼經(jīng)過(guò)數(shù)字輸入運(yùn)算放大器整形后送到移位寄存器，后面的工作過(guò)程與編碼時(shí)相同，只是解調(diào)信號(hào)不再送回第2引腳（ANF端），而是直接送入后面的積分網(wǎng)絡(luò)中，再通過(guò)接收通道低通濾波電路濾去高頻量化噪聲，然后送出話音信號(hào)，推動(dòng)喇叭。圖7-3是增量調(diào)制系統(tǒng)譯碼電路結(jié)構(gòu)方框圖。
雖然增量調(diào)制系統(tǒng)的話音質(zhì)量不如脈沖編碼調(diào)制PCM數(shù)字系統(tǒng)的音質(zhì)，但是由于增量調(diào)制電路比較簡(jiǎn)單，能從較低的數(shù)碼率進(jìn)行編碼，通常為16～32kbit/s,在用于單路數(shù)字電話通信時(shí)，不需要收發(fā)端同步，故增量調(diào)制系統(tǒng)仍然廣泛應(yīng)用于數(shù)字話音通信系統(tǒng)中，如應(yīng)用在傳輸數(shù)碼率的軍事，野外及保密數(shù)字電話等方面，在軍隊(duì)系統(tǒng)中的數(shù)字衛(wèi)星通信地面站設(shè)備中，其終端部分的話音編碼就是應(yīng)用的這種大規(guī)模集成電路MC3417，MC3418的連續(xù)可變斜率增量調(diào)制方式。
圖7-3 增量調(diào)制系統(tǒng)譯碼器電路結(jié)構(gòu)方框圖
三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
(一) 增量調(diào)制的編碼實(shí)驗(yàn)
1．增量調(diào)制CVSD（ M）編碼實(shí)驗(yàn)
2. 增量調(diào)制CVSD（ M）譯碼實(shí)驗(yàn)
3. 工作時(shí)鐘可變狀態(tài)下 M編譯碼質(zhì)量比較
4．同等條件下的PCM與 M 系統(tǒng)性能比較實(shí)驗(yàn)
四、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)
1. 打開(kāi)實(shí)驗(yàn)箱右側(cè)電源開(kāi)關(guān)，電源指示燈亮。
2. 將同步正弦波信號(hào)用連接線由TP002“同步輸出”接入TP201“模擬輸入”銅鉚孔。調(diào)整輸入信號(hào)幅度峰峰值在2V左右，
3. 薄膜鍵盤選擇增量編碼譯碼實(shí)驗(yàn)中各工作時(shí)鐘：
01：8KHz； 02：32KHz； 03：64KHz。
4．K801開(kāi)關(guān)選擇：
1—2：增量調(diào)制譯碼部分接收來(lái)自增量調(diào)制編碼電路的編碼數(shù)字信號(hào)輸入；
2—3：增量調(diào)制譯碼部分接收來(lái)自“數(shù)字同步技術(shù)模塊”再生數(shù)字信號(hào)輸入。
注意：編碼工作時(shí)鐘應(yīng)與譯碼工作時(shí)鐘一致。
5．測(cè)量TP201～TP205、TP801～TP804各點(diǎn)波形，特別注意對(duì)比TP202、TP205兩點(diǎn)波形。
6．改變編譯碼的工作時(shí)鐘，再測(cè)量TP201～TP205、TP801～TP804各點(diǎn)波形，特別注意TP202、TP205兩點(diǎn)波形（圖7-5）。
7．改變輸入信號(hào)的幅度，觀察TP202、TP205兩點(diǎn)波形的變化。
8． 用其他模擬信號(hào)輸入，測(cè)量TP201～TP205、TP801～TP804各點(diǎn)波形，特別注意TP202、TP205兩點(diǎn)波形。
9．外加信號(hào)輸入要注意信號(hào)的幅度及其相應(yīng)的頻率范圍。
10．將譯碼信號(hào)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(guān)參數(shù)對(duì)通信質(zhì)量的影響。
圖7-6 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通信實(shí)驗(yàn)
五、測(cè)量點(diǎn)說(shuō)明
TP201：模擬信號(hào)輸入端。輸入300～3400Hz的模擬信號(hào)，若幅度過(guò)大，當(dāng)信號(hào)的實(shí)際斜率超過(guò)譯碼器的最大跟蹤斜率時(shí)，本地譯碼波形跟蹤不上信號(hào)的變化，將造成過(guò)載噪聲。因此信號(hào)波形幅度盡量小一些。方法是：可改變相應(yīng)信號(hào)源輸出幅度的大小。
TP202：增量調(diào)制編碼電路的本地譯碼信號(hào)輸出波形。其輸出波形與TP201的波形相近似，但它的上升斜率和下降斜率不同。波形不好可調(diào)節(jié)W201電位器。
TP203：增量調(diào)制編碼電路的工作時(shí)鐘輸入波形，工作頻率為64KHz或32KHz或8KHz，它由薄膜鍵盤選擇來(lái)決定時(shí)鐘信號(hào)：
01為 8KHz； 02為32KHz； 03為64KHz。
TP204：一致脈沖信號(hào)輸出波形，它隨輸入信號(hào)波形的變化而變化。當(dāng)編碼數(shù)字信號(hào)出現(xiàn)三個(gè)連0（或三個(gè)連1）時(shí)，一致脈沖信號(hào)輸出負(fù)電平，直至連0（或連1）現(xiàn)象停止，返回正電平輸出。
TP205：增量調(diào)制編碼電路輸出的數(shù)字編碼信號(hào)波形。
TP801：增量調(diào)制譯碼電路的工作時(shí)鐘輸入波形，工作頻率為64KHz或32KHz或8KHz。
TP802：增量調(diào)制譯碼電路接收的數(shù)字編碼信號(hào)輸入波形。
開(kāi)關(guān)K801的作用：
1端與2端相連，譯碼電路接受編碼電路輸出的編碼數(shù)字信號(hào)，即：TP802 = TP205。
2端與3端相連，譯碼部分接收來(lái)自“數(shù)字同步技術(shù)模塊”再生數(shù)字信號(hào)輸入，即：TP802 = TP707。
TP803：增量調(diào)制譯碼電路的本地譯碼電路模擬信號(hào)輸出波形，可調(diào)節(jié)W801。
其輸出波形與TP202相近似，即經(jīng)過(guò)二次積分網(wǎng)絡(luò)后輸出的波形。
TP804：譯碼輸出，由譯碼部分的本地譯碼信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波器后得到。若恢復(fù)得好，應(yīng)與TP201同。
增量調(diào)制編譯碼電路信號(hào)波形示意圖
六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1.畫出實(shí)驗(yàn)電路的實(shí)驗(yàn)方框圖，并作簡(jiǎn)要敘述。
2.畫出各測(cè)量各點(diǎn)波形，結(jié)合理論分析說(shuō)明所發(fā)生的各種現(xiàn)象。
3.在通話的質(zhì)量方面，你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如何改進(jìn)方能提高話音的質(zhì)量，及對(duì)本實(shí)驗(yàn)有何改進(jìn)意見(jiàn)？
