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1、實驗七 數(shù)字基帶信號處理實驗一、實驗目的1、熟悉該系統(tǒng)的時鐘信號與各種定時信號的產(chǎn)生方法。2、理解自適應差值脈沖編碼調制（ADPCM）的工作原理。3、了解大規(guī)模集成電路MC145540的電路組成及工作原理。4、了解單片機在通信中的應用。二、實驗預習要求1、復習脈沖編碼調制（PCM）實驗的內(nèi)容。2、預習有關MCS－51單片計算機的原理及應用。3、預習本實驗內(nèi)容，熟悉實驗原理和步驟。三、實驗原理（一）系統(tǒng)電路組成系統(tǒng)電路和總方框圖如圖7－1所示。圖7－1數(shù)字信號通信實驗系統(tǒng)框圖（二）系統(tǒng)時鐘信號與信號產(chǎn)生電路在實驗電路或其它電路中，時鐘信號是非常重要的，
2、產(chǎn)生出來的時鐘的好壞，將直接影響著整體電路質量，時鐘的不穩(wěn)、抖動或產(chǎn)生互相干擾，時鐘信號的時序關系不嚴密，出現(xiàn)誤差等等，對通信電路產(chǎn)生不同程度的影響。因此，對時鐘信號或者是其它定時信號，必須要有嚴格的要求，如相位關系，脈沖占空比定時脈寬。1、時鐘信號系統(tǒng)電路組成圖7－2時鐘信號系統(tǒng)電路原理框圖2、系統(tǒng)電路分析(1)2048KHz時鐘信號產(chǎn)生電路電路如圖7－4所示。圖7－42048KHz時鐘信號產(chǎn)生電路電路由倒相器U214:A、B（74LS04）二分頻器U211:B（74LS74）等電路組成。電路加電工作后，在測試點TP210處可側出2048KHz方波信
3、號，再經(jīng)二分頻即為1024KHz方波時鐘信號，分別作為收、發(fā)電路的突收、突發(fā)工作時鐘信號，波形如圖7－5所示。圖7－5突收、突發(fā)工作時鐘信號（2）時鐘分頻及定時變換電路圖7－6時鐘分頻及定時變換電路發(fā)送1024KHz方波信號進入倒相器U206:A（74LS04）的輸入端（第1引腳）后，再經(jīng)過U206:F（74LS04）輸出到第一級分頻電路U201（74LS161）中，逐級分頻，得到256KHz的時鐘信號，在測試點TP211處可測出波形。將U201（74LS161）的第15引腳輸出的64KHz窄脈沖信號送至第二級分頻電路U202（74LS161）的第7與
4、10引腳，作選通信號。由于只有在64KHz的窄脈沖期間，分頻電路才能有輸出。因此U202的輸出經(jīng)過逐次分頻后，通過U203:A（74LS74）與U204:A（74LS161）U212（74LS04），在U203:A的Q端輸出8KHz作為發(fā)送分幀同步信號，端輸出反相8KHz作為接收分幀同步信號。U208:A（74LS08）的輸出8KHz信號作為軟定時信號的計數(shù)信號，輸送至CPUU215（89C51）的定時器T0、T1。U210:B（74LS04）是8KHz窄脈沖對256KHz方波進行選通輸出。U206:B、C、E（74LS04）作延時用，對256KHz方
5、波信號進行延時，克服邏輯競爭現(xiàn)象。圖7－7分頻電路及定時變換電路波形圖（3）發(fā)送定時信號產(chǎn)生電路圖7－8發(fā)送定時信號產(chǎn)生電路圖7－9發(fā)送定時信號波形圖（4）接收定時信號產(chǎn)生電路圖7－10接收定時信號產(chǎn)生電路從圖中可知,同發(fā)送定時信號類同,產(chǎn)生定時信號的方法也相同,故波形略。需要指出的是，U213:A、B（74LS04）、U203:B(74LS74)的作用是對接收到的數(shù)字基帶信號進行整形輸出。U213:D、E（74LS04）、U210:A（74LS08）、U208:D、E（74LS08）的作用是用接收使能信號（由軟件產(chǎn)生）對接收時鐘1024KHz的選通進
6、行輸出。（5）軟件使能信號產(chǎn)生電路圖7－11軟件使能信號電路圖從圖中可見，軟件使能信號產(chǎn)生電路是由89C51CPU構成的。在這里，我們編寫程序要求輸出一個脈沖寬度為625μS，周期為17000μS的軟件使能信號。（三）自適應差值脈沖編碼調制（ADPCM）系統(tǒng)電路1、ADPCM基本原理目前，脈沖編碼調制（PCM）的數(shù)字通信系統(tǒng)已經(jīng)在大容量數(shù)字微波、光纖通信系統(tǒng)，以及市話網(wǎng)局間中繼傳輸系統(tǒng)中獲得廣泛的應用。但是現(xiàn)有的PCM編碼必須采用64Kbit/s的A律或μ律對數(shù)壓擴的方法，才能符合長途電話傳輸語音的質量指標，其占用頻帶要比模擬單邊帶通信系統(tǒng)寬很多倍。這
7、樣，對于費用昂貴的長途大容量傳輸，尤其是對于衛(wèi)星通信系統(tǒng)，采用PCM數(shù)字通信方式時的經(jīng)濟性很難和模擬相比擬。因此，人們一直致力于研究壓縮數(shù)字化語音占用頻帶的工作，也就是努力在相同質量指標的條件下，降低數(shù)字化語音數(shù)碼率，以提高數(shù)字通信系統(tǒng)的頻帶利用率。自適應差值編碼調制（ADPCM）是在差值脈沖編碼調制（DPCM）基礎上逐步發(fā)展起來的，DPCM的工作原理參見原理教材有關章節(jié)。它在實現(xiàn)上采用預測技術減少量化編碼器輸入信號的多余度，將差值信號編碼以提高效率、降低編碼信號速率，這廣泛應用于語音和圖像信號數(shù)字化。CCITT近幾年確定了64Kb/s—32kb/s的
8、變換體制，將標準的PCM碼變換為32kb/s的ADPCM碼，傳輸后再恢復為64Kb/s的PCM
