tp3057編解碼器
㈠ ls151和74hc151引腳圖是一樣嗎。
1、只是74hc151就行,不用管前綴和後綴。引腳圖如下。要了解更多的晶元數據,到網路文庫下載就行了。
2、ls151和74hc151引腳圖一樣嗎。MC74HC151的引腳排列與LS151完全相同。器件輸入與標准CMOS輸出兼容,帶有上拉電阻,與LSTTL輸出兼容。該器件選擇八個二進制數據輸入中的一個,由地址輸入決定。
3、如圖所示:用138實現序列:用時序信號加入地址端C、B、A,從G1或G2A、G2B輸入序列,從G1端輸入,在輸出得到的是反相信號(Y0~Y7),而從G2A、G2B輸入序列則可以在輸出得到同相序列信號。
4、數據選擇器74LS151D的引腳~G的作用是使能控制輸入腳,如下圖,可以理解為選片端。當兩片級聯使用組成16選1時,就由G腳實現選片,選前8個數據輸入時,第一片的G=0有效,被選中。
pcm編譯器系統實驗過程中發現的問題
1、本實驗模塊可以傳輸兩路話音信號。採用TP3057編譯器,它包括了圖9-1中的收、發低通濾波器及PCM編解碼器。編碼器輸入信號可以是本實驗模塊內部產生的正弦信號,也可以是外部信號源的正弦信號或電話信號。
2、PCM編碼器將模擬信號轉換成數字信號,並用二進制碼流進行表示。而PCM解碼器則將數字信號還原成原始模擬信號,以使其可以被音頻設備播放。
3、量化,就是把經過抽樣得到的瞬時值將其幅度離散,即用一組規定的電平,把瞬時抽樣值用最接近的電平值來表示,通常是用二進製表示。
4、PCM編解碼系統由哪些部分構成?各部分的作用是什麼?其中,低通濾波器:把話音信號帶寬限制為4KHz,把高於這個頻率的信號過濾掉。
74ls151的功能及原理
ls151的邏輯功能控制變數的每種取值組合對應選中一路輸入送至輸出,特點是價格便宜,功耗小,簡單。根據查詢相關公開信息:邏輯功能是從多路輸入中選中某一路送至輸出端,輸出對輸入的選擇受選擇控制量控制。
ls151引腳圖及功能:數據選擇器74LS151D的引腳~G的作用是使能控制輸入腳,如下圖,可以理解為選片端。當兩片級聯使用組成16選1時,就由G腳實現選片,選前8個數據輸入時,第一片的G=0有效,被選中。
典型的集成數據選擇器。74LS151有三個地址端A2A1A0。可選擇D0~D7八個數據,具有兩個互補輸出端W和。數據選擇器(dataselector)根據給定的輸入地址代碼,從一組輸入信號中選出指定的一個送至輸出端的組合邏輯電路。
74HC151的連接方式和各輸入端波形如圖所示,畫出輸出段端Y的波形_網路...
74HC151的連接方式和各輸入端波形如圖所示,畫出輸出段端Y的波形_網路...
用138實現序列:用時序信號加入地址端C、B、A,從G1或G2A、G2B輸入序列,從G1端輸入,在輸出得到的是反相信號(Y0~Y7),而從G2A、G2B輸入序列則可以在輸出得到同相序列信號。
設二極體為理想二極體,當Ⅴi≥-3時,Vo=-3v。當Ⅴ__-3時,Ⅴo=Ⅴi。波形圖如下描紅部分。
特性是電流小。74hc151輸出驅動電壓為5v,屬於低輸入電流。74hc151是單線輸出的多路模擬開關,從一組輸入信號中選出指定的一個送至輸出端的組合邏輯電路。
你圖看不清,我畫的圖中,假設輸入是5V的正弦信號,穩壓管是3V的話,當信號小於3V時,穩壓管沒有作用,輸出與輸入相同;當信號大於3V時候,輸出穩壓3V;當信號小於0時,穩壓管正向導通,和二極體一樣,所以輸出是0。
74ls151的邏輯功能和特點
ls151是常用的8選1數據選擇器,常用在各種數字電路和單片機系統的顯示系統中。其原理是輸出端根據3位地址ABC來選擇接通8個輸入端上。
ls153的邏輯功能是實現數據選擇功能,即把多路數據中的某一路數據傳送到公共數據線上,其作用相當於多個輸入的單刀多擲開關。74ls153是雙4選一數據選擇器。
ls151引腳圖及功能:數據選擇器74LS151D的引腳~G的作用是使能控制輸入腳,如下圖,可以理解為選片端。當兩片級聯使用組成16選1時,就由G腳實現選片,選前8個數據輸入時,第一片的G=0有效,被選中。
74ls151和74hc151引腳圖一樣嗎?
數據選擇器74LS151D的引腳~G的作用是使能控制輸入腳,如下圖,可以理解為選片端。當兩片級聯使用組成16選1時,就由G腳實現選片,選前8個數據輸入時,第一片的G=0有效,被選中。
LS151和74HC151都是8選1數據選擇器。74LS151是TTL器件,工作電源電壓是5V,74HC151是CMOS器件,工作電源電壓是2V-6V。兩種器件在工作電源電壓是5V時可互換。
工作電壓不同:LS只能用5V;而HC一般為2V到6V;CMOS器件抗靜電能力差,易發生栓鎖問題,所以CMOS的輸入腳不能直接接電源。
.不同的級別:LS是TTL級別;HC是COMS級別。CD代表標准4000系列3.不同的操作電壓:LS只適用於5V;HC通常是2V到6V;CMOS器件抗靜電能力差,容易出現插銷和鎖緊問題,導致CMOS的輸入管腳不能直接連接到電源上。
㈡ pcm編譯器系統實驗過程中發現的問題
1. 點到點PCM多路電話通信原理
脈沖編碼調制(PCM)技術與增量調制(ΔM)技術已經在數字通信系統中得到廣泛應用。當信道雜訊比較小時一般用PCM,否則一般用ΔM。目前速率在155MB以下的准同步數字系列(PDH)中,國際上存在A解和μ律兩種PCM編解碼標准系列,在155MB以上的同步數字系列(SDH)中,將這兩個系列統一起來,在同一個等級上兩個系列的碼速率相同。而ΔM在國際上無統一標准,但它在通信環境比較惡劣時顯示了巨大的優越性。
點到點PCM多路電話通信原理可用圖9-1表示。對於基帶通信系統,廣義信道包括傳輸媒質、收濾波器、發濾波器等。對於頻帶系統,廣義信道包括傳輸媒質、調制器、解調器、發濾波器、收濾波器等。
本實驗模塊可以傳輸兩路話音信號。採用TP3057編譯器,它包括了圖9-1中的收、發低通濾波器及PCM編解碼器。編碼器輸入信號可以是本實驗模塊內部產生的正弦信號,也可以是外部信號源的正弦信號或電話信號。本實驗模塊中不含電話機和混合電路,廣義信道是理想的,即將復接器輸出的PCM信號直接送給分接器。
2. PCM編解碼模塊原理
本模塊的原理方框圖圖9-2所示,電原理圖如圖9-3所示(見附錄),模塊內部使用+5V和-5V電壓,其中-5V電壓由-12V電源經7905變換得到。
圖9-2 PCM編解碼原理方框圖
該模塊上有以下測試點和輸入點:
• BS PCM基群時鍾信號(位同步信號)測試點
• SL0 PCM基群第0個時隙同步信號
• SLA 信號A的抽樣信號及時隙同步信號測試點
• SLB 信號B的抽樣信號及時隙同步信號測試點
• SRB 信號B解碼輸出信號測試點
• STA 輸入到編碼器A的信號測試點
• SRA 信號A解碼輸出信號測試點
• STB 輸入到編碼器B的信號測試點
• PCM PCM基群信號測試點
• PCM-A 信號A編碼結果測試點
• PCM-B 信號B編碼結果測試點
• STA-IN 外部音頻信號A輸入點
• STB-IN 外部音頻信號B輸入點
本模塊上有三個開關K5、K6和K8,K5、K6用來選擇兩個編碼器的輸入信號,開關手柄處於左邊(STA-IN、STB-IN)時選擇外部信號、處於右邊(STA-S、STB-S)時選擇模塊內部音頻正弦信號。K8用來選擇SLB信號為時隙同步信號SL1、SL2、SL5、SL7中的某一個。
圖9-2各單元與電路板上元器件之間的對應關系如下:
•晶振 U75:非門74LS04;CRY1:4096KHz晶體
•分頻器1 U78:A:U78:D:觸發器74LS74;U79:計數器74LS193
•分頻器2 U80:計數器74LS193;U78:B:U78:D:觸發器74LS74
•抽樣信號產生器 U81:單穩74LS123;U76:移位寄存器74LS164
•PCM編解碼器A U82:PCM編解碼集成電路TP3057(CD22357)
•PCM編解碼器B U83:PCM編解碼集成電路TP3057(CD22357)
•幀同步信號產生器 U77:8位數據產生器74HC151;U86:A:與門7408
•正弦信號源A U87:運放UA741
•正弦信號源B U88:運放UA741
•復接器 U85:或門74LS32
晶振、分頻器1、分頻器2及抽樣信號(時隙同步信號)產生器構成一個定時器,為兩個PCM編解碼器提供2.048MHz的時鍾信號和8KHz的時隙同步信號。在實際通信系統中,解碼器的時鍾信號(即位同步信號)及時隙同步信號(即幀同步信號)應從接收到的數據流中提取,方法如實驗五及實驗六所述。此處將同步器產生的時鍾信號及時隙同步信號直接送給解碼器。
由於時鍾頻率為2.048MHz,抽樣信號頻率為8KHz,故PCM-A及PCM-B的碼速率都是2.048MB,一幀中有32個時隙,其中1個時隙為PCM編碼數據,另外31個時隙都是空時隙。
PCM信號碼速率也是2.048MB,一幀中的32個時隙中有29個是空時隙,第0時隙為幀同步碼(×1110010)時隙,第2時隙為信號A的時隙,第1(或第5、或第7 —由開關K8控制)時隙為信號B的時隙。
本實驗產生的PCM信號類似於PCM基群信號,但第16個時隙沒有信令信號,第0時隙中的信號與PCM基群的第0時隙的信號也不完全相同。
由於兩個PCM編解碼器用同一個時鍾信號,因而可以對它們進行同步復接(即不需要進行碼速調整)。又由於兩個編碼器輸出數據處於不同時隙,故可對PCM-A和PCM-B進行線或。本模塊中用或門74LS32對PCM-A、PCM-B及幀同步信號進行復接。在解碼之前,不需要對PCM進行分接處理,解碼器的時隙同步信號實際上起到了對信號分路的作用。
3. TP3057簡介
本模塊的核心器件是A律PCM編解碼集成電路TP3057,它是CMOS工藝製造的專用大規模集成電路,片內帶有輸出輸入話路濾波器,其引腳及內部框圖如圖9-4、圖9-5所示。引腳功能如下:
圖9-4 TP3057引腳圖
(1) V一 接-5V電源。
(2) GND 接地。
(3) VFRO 接收部分濾波器模擬信號輸出端。
(4) V+ 接+5V電源。
(5) FSR 接收部分幀同信號輸入端,此信號為8KHz脈沖序列。
(6) DR 接收部分PCM碼流輸入端。
(7) BCLKR/CLKSEL 接收部分位時鍾(同步)信號輸入端,此信號將PCM碼流在FSR上升沿後逐位移入DR端。位時鍾可以為64KHz到2.048MHz的任意頻率,或者輸入邏輯「1」或「0」電平器以選擇1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz用作同步模式的主時鍾,此時發時鍾信號BCLKX同時作為發時鍾和收時鍾。
(8) MCLKR/PDN 接收部分主時鍾信號輸入端,此信號頻率必須為1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz。可以和MCLKX非同步,但是同步工作時可達到最佳狀態。當此端接低電平時,所有的內部定時信號都選擇MCLKX信號,當此端接高電平時,器件處於省電狀態。
(9) MCLKX 發送部分主時鍾信號輸入端,此信號頻率必須為1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz。可以和MCLKR非同步,但是同步工作時可達到最佳狀態。
(10) BCLKX 發送部分位時鍾輸入端,此信號將PCM碼流在FSX信號上升沿後逐位移出DX端,頻率可以為64KHz到2.04MHz的任意頻率,但必須與MCLKX同步。
圖9-5 TP3057內部方框圖
(11) DX 發送部分PCM碼流三態門輸出端。
(12) FSX 發送部分幀同步信號輸入端,此信號為8KHz脈沖序列。
(13) TSX 漏極開路輸出端,在編碼時隙輸出低電平。
(14) GSX 發送部分增益調整信號輸入端。
(15) VFXi- 發送部分放大器反向輸入端。
(16) VFXi+ 發送部分放大器正向輸入端。
TP3057由發送和接收兩部分組成,其功能簡述如下。
發送部分:
包括可調增益放大器、抗混淆濾波器、低通濾波器、高通濾波器、壓縮A/D轉換器。抗混淆濾波器對采樣頻率提供30dB以上的衰減從而避免了任何片外濾波器的加入。低通濾波器是5階的、時鍾頻率為128MHz。高通濾波器是3階的、時鍾頻率為32KHz。高通濾波器的輸出信號送給階梯波產生器(采樣頻率為8KHz)。階梯波產生器、逐次逼近寄存器(S•A•R)、比較器以及符號比特提取單元等4個部分共同組成一個壓縮式A/D轉換器。S•A•R輸出的並行碼經並/串轉換後成PCM信號。參考信號源提供各種精確的基準電壓,允許編碼輸入電壓最大幅度為5VP-P。
發幀同步信號FSX為采樣信號。每個采樣脈沖都使編碼器進行兩項工作:在8比特位同步信號BCLKX的作用下,將采樣值進行8位編碼並存入逐次逼近寄存器;將前一采樣值的編碼結果通過輸出端DX輸出。在8比特位同步信號以後,DX端處於高阻狀態。
接收部分:
包括擴張D/A轉換器和低通濾波器。低通濾波器符合AT&T D3/D4標准和CCITT建議。D/A轉換器由串/並變換、D/A寄存器組成、D/A階梯波形成等部分構成。在收幀同步脈沖FSR上升沿及其之後的8個位同步脈沖BCLKR作用下,8比特PCM數據進入接收數據寄存器(即D/A寄存器),D/A階梯波單元對8比特PCM數據進行D/A變換並保持變換後的信號形成階梯波信號。此信號被送到時鍾頻率為128KHz的開關電容低通濾波器,此低通濾波器對階梯波進行平滑濾波並對孔徑失真(sinx)/x進行補嘗。
在通信工程中,主要用動態范圍和頻率特性來說明PCM編解碼器的性能。
動態范圍的定義是解碼器輸出信噪比大於25dB時允許編碼器輸入信號幅度的變化范圍。PCM編解碼器的動態范圍應大於圖9-6所示的CCITT建議框架(樣板值)。
當編碼器輸入信號幅度超過其動態范圍時,出現過載雜訊,故編碼輸入信號幅度過大時量化信噪比急劇下降。TP3057編解碼系統不過載輸入信號的最大幅度為5VP-P。
由於採用對數壓擴技術,PCM編解碼系統可以改善小信號的量化信噪比,TP3057採用A律13折線對信號進行壓擴。當信號處於某一段落時,量化雜訊不變(因在此段落內對信號進行均勻量化),因此在同一段落內量化信噪比隨信號幅度減小而下降。13折線壓擴特性曲線將正負信號各分為8段,第1段信號最小,第8段信號最大。當信號處於第一、二段時,量化雜訊不隨信號幅度變化,因此當信號太小時,量化信噪比會小於25dB,這就是動態范圍的下限。TP3057編解碼系統動態范圍內的輸入信號最小幅度約為0.025Vp-p。
常用1KHz的正弦信號作為輸入信號來測量PCM編解碼器的動態范圍。
圖9-6 PCM編解碼系統動態范圍樣板值
語音信號的抽樣信號頻率為8KHz,為了不發生頻譜混疊,常將語音信號經截止頻率為3.4KHz的低通濾波器處理後再進行A/D處理。語音信號的最低頻率一般為300Hz。TP3057編碼器的低通濾波器和高通濾波器決定了編解碼系統的頻率特性,當輸入信號頻率超過這兩個濾波器的頻率范圍時,解碼輸出信號幅度迅速下降。這就是PCM編解碼系統頻率特性的含義。
四、實驗步驟
1. 熟悉PCM編解碼單元工作原理,開關K9接通8KHz(置為1000狀態),開關K8置為SL1(或SL5、SL7),開關K5、K6分別置於STA-S、STB-S端,接通實驗箱電源。
2. 用示波器觀察STA、STB,調節電位器R19(對應STA)、R20(對應STB),使正弦信號STA、STB波形不失真(峰峰值小於5V)。
3. 用示波器觀察PCM編碼輸出信號。
示波器CH1接SL0,(調整示波器掃描周期以顯示至少兩個SL0脈沖,從而可以觀察完整的一幀信號)CH2分別接SLA、PCM-A、SLB、PCM-B以及PCM,觀察編碼後的數據所處時隙位置與時隙同步信號的關系以及PCM信號的幀結構(注意:本實驗的幀結構中有29個時隙是空時隙,SL0、SLA及SLB的脈沖寬度等於一個時隙寬度)。
開關K8分別接通SL1、SL2、SL5、SL7,觀察PCM基群幀結構的變化情況。
4. 用示波器觀察PCM解碼輸出信號
示波器的CH1接STA,CH2接SRA,觀察這兩個信號波形是否相同(有相位差)。
5. 用示波器定性觀察PCM編解碼器的動態范圍。
開關K5置於STA-IN端,將低失真低頻信號發生器輸出的1KHz正弦信號從STA-IN輸入到TP3057(U82)編碼器。示波器的CH1接STA(編碼輸入),CH2接SRA(解碼輸出)。將信號幅度分別調至大於5VP-P、等於5VP-P,觀察過載和滿載時的解碼輸出波形。再將信號幅度分別衰減10dB、20dB、30dB、40dB、45dB、50dB,觀察解碼輸出波形(當衰減45dB以上時,解碼輸出信號波形上疊加有較明顯的雜訊)。
也可以用本模塊上的正弦信號源來觀察PCM編解碼系統的過載雜訊(只要將STA-S或STB-S信號幅度調至5VP-P以上即可),但必須用專門的信號源才能較方便地觀察到動態范圍。
㈢ pcm編解碼系統的頻率響應特性
特性:將頻率不同的正弦信號輸入感測器,相應的輸出信號的幅度和相位與頻率之間的關系稱為頻率響應特性。頻率響應特性可由頻率響應函數表示,它由幅頻特性和相頻特性組成。
本實驗模塊可以傳輸兩路話音信號。採用TP3057編譯器,它包括了圖9-1中的收、發低通濾波器及PCM編解碼器。
編碼器輸入信號可以是本實驗模塊內部產生的正弦信號,也可以是外部信號源的正弦信號或電話信號。本實驗模塊中不含電話機和混合電路,廣義信道是理想的,即將復接器輸出的PCM信號直接送給分接器。
標注方法
放大器在不同的輸出功率下,其頻響是不同的,通常輸出功率越大,其頻響指標就越差。而一個比較負責任的指標標注,應該指「在該放大器的最大不失真功率下測量的指標」,而一些廠家為了迴避大功率輸出下放大器特性的劣化,使得該指標「看起來好看」,往往採用的是「標准測試方式」,也就是說,在給定放大器放大倍數(增益)的條件下進行測試,而這個放大倍數通常是1。
㈣ pcm 編解碼晶元中的用到哪些濾波器這些濾波器的帶寬設置是如何考慮 的
1. 點到點PCM多路電話通信原理
脈沖編碼調制(PCM)技術與增量調制(ΔM)技術已經在數字通信系統中得到廣泛應用。當信道雜訊比較小時一般用PCM,否則一般用ΔM。目前速率在155MB以下的准同步數字系列(PDH)中,國際上存在A解和μ律兩種PCM編解碼標准系列,在155MB以上的同步數字系列(SDH)中,將這兩個系列統一起來,在同一個等級上兩個系列的碼速率相同。而ΔM在國際上無統一標准,但它在通信環境比較惡劣時顯示了巨大的優越性。
點到點PCM多路電話通信原理可用圖9-1表示。對於基帶通信系統,廣義信道包括傳輸媒質、收濾波器、發濾波器等。對於頻帶系統,廣義信道包括傳輸媒質、調制器、解調器、發濾波器、收濾波器等。
本實驗模塊可以傳輸兩路話音信號。採用TP3057編譯器,它包括了圖9-1中的收、發低通濾波器及PCM編解碼器。編碼器輸入信號可以是本實驗模塊內部產生的正弦信號,也可以是外部信號源的正弦信號或電話信號。本實驗模塊中不含電話機和混合電路,廣義信道是理想的,即將復接器輸出的PCM信號直接送給分接器。
2. PCM編解碼模塊原理
本模塊的原理方框圖圖9-2所示,電原理圖如圖9-3所示(見附錄),模塊內部使用+5V和-5V電壓,其中-5V電壓由-12V電源經7905變換得到。
圖9-2 PCM編解碼原理方框圖
該模塊上有以下測試點和輸入點:
• BS PCM基群時鍾信號(位同步信號)測試點
• SL0 PCM基群第0個時隙同步信號
• SLA 信號A的抽樣信號及時隙同步信號測試點
• SLB 信號B的抽樣信號及時隙同步信號測試點
• SRB 信號B解碼輸出信號測試點
• STA 輸入到編碼器A的信號測試點
• SRA 信號A解碼輸出信號測試點
• STB 輸入到編碼器B的信號測試點
• PCM PCM基群信號測試點
• PCM-A 信號A編碼結果測試點
• PCM-B 信號B編碼結果測試點
• STA-IN 外部音頻信號A輸入點
• STB-IN 外部音頻信號B輸入點
本模塊上有三個開關K5、K6和K8,K5、K6用來選擇兩個編碼器的輸入信號,開關手柄處於左邊(STA-IN、STB-IN)時選擇外部信號、處於右邊(STA-S、STB-S)時選擇模塊內部音頻正弦信號。K8用來選擇SLB信號為時隙同步信號SL1、SL2、SL5、SL7中的某一個。
圖9-2各單元與電路板上元器件之間的對應關系如下:
•晶振 U75:非門74LS04;CRY1:4096KHz晶體
•分頻器1 U78:A:U78:D:觸發器74LS74;U79:計數器74LS193
•分頻器2 U80:計數器74LS193;U78:B:U78:D:觸發器74LS74
•抽樣信號產生器 U81:單穩74LS123;U76:移位寄存器74LS164
•PCM編解碼器A U82:PCM編解碼集成電路TP3057(CD22357)
•PCM編解碼器B U83:PCM編解碼集成電路TP3057(CD22357)
•幀同步信號產生器 U77:8位數據產生器74HC151;U86:A:與門7408
•正弦信號源A U87:運放UA741
•正弦信號源B U88:運放UA741
•復接器 U85:或門74LS32
晶振、分頻器1、分頻器2及抽樣信號(時隙同步信號)產生器構成一個定時器,為兩個PCM編解碼器提供2.048MHz的時鍾信號和8KHz的時隙同步信號。在實際通信系統中,解碼器的時鍾信號(即位同步信號)及時隙同步信號(即幀同步信號)應從接收到的數據流中提取,方法如實驗五及實驗六所述。此處將同步器產生的時鍾信號及時隙同步信號直接送給解碼器。
由於時鍾頻率為2.048MHz,抽樣信號頻率為8KHz,故PCM-A及PCM-B的碼速率都是2.048MB,一幀中有32個時隙,其中1個時隙為PCM編碼數據,另外31個時隙都是空時隙。
PCM信號碼速率也是2.048MB,一幀中的32個時隙中有29個是空時隙,第0時隙為幀同步碼(×1110010)時隙,第2時隙為信號A的時隙,第1(或第5、或第7 —由開關K8控制)時隙為信號B的時隙。
本實驗產生的PCM信號類似於PCM基群信號,但第16個時隙沒有信令信號,第0時隙中的信號與PCM基群的第0時隙的信號也不完全相同。
由於兩個PCM編解碼器用同一個時鍾信號,因而可以對它們進行同步復接(即不需要進行碼速調整)。又由於兩個編碼器輸出數據處於不同時隙,故可對PCM-A和PCM-B進行線或。本模塊中用或門74LS32對PCM-A、PCM-B及幀同步信號進行復接。在解碼之前,不需要對PCM進行分接處理,解碼器的時隙同步信號實際上起到了對信號分路的作用。
3. TP3057簡介
本模塊的核心器件是A律PCM編解碼集成電路TP3057,它是CMOS工藝製造的專用大規模集成電路,片內帶有輸出輸入話路濾波器,其引腳及內部框圖如圖9-4、圖9-5所示。引腳功能如下:
圖9-4 TP3057引腳圖
(1) V一 接-5V電源。
(2) GND 接地。
(3) VFRO 接收部分濾波器模擬信號輸出端。
(4) V+ 接+5V電源。
(5) FSR 接收部分幀同信號輸入端,此信號為8KHz脈沖序列。
(6) DR 接收部分PCM碼流輸入端。
(7) BCLKR/CLKSEL 接收部分位時鍾(同步)信號輸入端,此信號將PCM碼流在FSR上升沿後逐位移入DR端。位時鍾可以為64KHz到2.048MHz的任意頻率,或者輸入邏輯「1」或「0」電平器以選擇1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz用作同步模式的主時鍾,此時發時鍾信號BCLKX同時作為發時鍾和收時鍾。
(8) MCLKR/PDN 接收部分主時鍾信號輸入端,此信號頻率必須為1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz。可以和MCLKX非同步,但是同步工作時可達到最佳狀態。當此端接低電平時,所有的內部定時信號都選擇MCLKX信號,當此端接高電平時,器件處於省電狀態。
(9) MCLKX 發送部分主時鍾信號輸入端,此信號頻率必須為1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz。可以和MCLKR非同步,但是同步工作時可達到最佳狀態。
(10) BCLKX 發送部分位時鍾輸入端,此信號將PCM碼流在FSX信號上升沿後逐位移出DX端,頻率可以為64KHz到2.04MHz的任意頻率,但必須與MCLKX同步。
圖9-5 TP3057內部方框圖
(11) DX 發送部分PCM碼流三態門輸出端。
(12) FSX 發送部分幀同步信號輸入端,此信號為8KHz脈沖序列。
(13) TSX 漏極開路輸出端,在編碼時隙輸出低電平。
(14) GSX 發送部分增益調整信號輸入端。
(15) VFXi- 發送部分放大器反向輸入端。
(16) VFXi+ 發送部分放大器正向輸入端。
TP3057由發送和接收兩部分組成,其功能簡述如下。
發送部分:
包括可調增益放大器、抗混淆濾波器、低通濾波器、高通濾波器、壓縮A/D轉換器。抗混淆濾波器對采樣頻率提供30dB以上的衰減從而避免了任何片外濾波器的加入。低通濾波器是5階的、時鍾頻率為128MHz。高通濾波器是3階的、時鍾頻率為32KHz。高通濾波器的輸出信號送給階梯波產生器(采樣頻率為8KHz)。階梯波產生器、逐次逼近寄存器(S•A•R)、比較器以及符號比特提取單元等4個部分共同組成一個壓縮式A/D轉換器。S•A•R輸出的並行碼經並/串轉換後成PCM信號。參考信號源提供各種精確的基準電壓,允許編碼輸入電壓最大幅度為5VP-P。
發幀同步信號FSX為采樣信號。每個采樣脈沖都使編碼器進行兩項工作:在8比特位同步信號BCLKX的作用下,將采樣值進行8位編碼並存入逐次逼近寄存器;將前一采樣值的編碼結果通過輸出端DX輸出。在8比特位同步信號以後,DX端處於高阻狀態。
接收部分:
包括擴張D/A轉換器和低通濾波器。低通濾波器符合AT&T D3/D4標准和CCITT建議。D/A轉換器由串/並變換、D/A寄存器組成、D/A階梯波形成等部分構成。在收幀同步脈沖FSR上升沿及其之後的8個位同步脈沖BCLKR作用下,8比特PCM數據進入接收數據寄存器(即D/A寄存器),D/A階梯波單元對8比特PCM數據進行D/A變換並保持變換後的信號形成階梯波信號。此信號被送到時鍾頻率為128KHz的開關電容低通濾波器,此低通濾波器對階梯波進行平滑濾波並對孔徑失真(sinx)/x進行補嘗。
在通信工程中,主要用動態范圍和頻率特性來說明PCM編解碼器的性能。
動態范圍的定義是解碼器輸出信噪比大於25dB時允許編碼器輸入信號幅度的變化范圍。PCM編解碼器的動態范圍應大於圖9-6所示的CCITT建議框架(樣板值)。
當編碼器輸入信號幅度超過其動態范圍時,出現過載雜訊,故編碼輸入信號幅度過大時量化信噪比急劇下降。TP3057編解碼系統不過載輸入信號的最大幅度為5VP-P。
由於採用對數壓擴技術,PCM編解碼系統可以改善小信號的量化信噪比,TP3057採用A律13折線對信號進行壓擴。當信號處於某一段落時,量化雜訊不變(因在此段落內對信號進行均勻量化),因此在同一段落內量化信噪比隨信號幅度減小而下降。13折線壓擴特性曲線將正負信號各分為8段,第1段信號最小,第8段信號最大。當信號處於第一、二段時,量化雜訊不隨信號幅度變化,因此當信號太小時,量化信噪比會小於25dB,這就是動態范圍的下限。TP3057編解碼系統動態范圍內的輸入信號最小幅度約為0.025Vp-p。
常用1KHz的正弦信號作為輸入信號來測量PCM編解碼器的動態范圍。
圖9-6 PCM編解碼系統動態范圍樣板值
語音信號的抽樣信號頻率為8KHz,為了不發生頻譜混疊,常將語音信號經截止頻率為3.4KHz的低通濾波器處理後再進行A/D處理。語音信號的最低頻率一般為300Hz。TP3057編碼器的低通濾波器和高通濾波器決定了編解碼系統的頻率特性,當輸入信號頻率超過這兩個濾波器的頻率范圍時,解碼輸出信號幅度迅速下降。這就是PCM編解碼系統頻率特性的含義。
四、實驗步驟
1. 熟悉PCM編解碼單元工作原理,開關K9接通8KHz(置為1000狀態),開關K8置為SL1(或SL5、SL7),開關K5、K6分別置於STA-S、STB-S端,接通實驗箱電源。
2. 用示波器觀察STA、STB,調節電位器R19(對應STA)、R20(對應STB),使正弦信號STA、STB波形不失真(峰峰值小於5V)。
3. 用示波器觀察PCM編碼輸出信號。
示波器CH1接SL0,(調整示波器掃描周期以顯示至少兩個SL0脈沖,從而可以觀察完整的一幀信號)CH2分別接SLA、PCM-A、SLB、PCM-B以及PCM,觀察編碼後的數據所處時隙位置與時隙同步信號的關系以及PCM信號的幀結構(注意:本實驗的幀結構中有29個時隙是空時隙,SL0、SLA及SLB的脈沖寬度等於一個時隙寬度)。
開關K8分別接通SL1、SL2、SL5、SL7,觀察PCM基群幀結構的變化情況。
4. 用示波器觀察PCM解碼輸出信號
示波器的CH1接STA,CH2接SRA,觀察這兩個信號波形是否相同(有相位差)。
5. 用示波器定性觀察PCM編解碼器的動態范圍。
開關K5置於STA-IN端,將低失真低頻信號發生器輸出的1KHz正弦信號從STA-IN輸入到TP3057(U82)編碼器。示波器的CH1接STA(編碼輸入),CH2接SRA(解碼輸出)。將信號幅度分別調至大於5VP-P、等於5VP-P,觀察過載和滿載時的解碼輸出波形。再將信號幅度分別衰減10dB、20dB、30dB、40dB、45dB、50dB,觀察解碼輸出波形(當衰減45dB以上時,解碼輸出信號波形上疊加有較明顯的雜訊)。
也可以用本模塊上的正弦信號源來觀察PCM編解碼系統的過載雜訊(只要將STA-S或STB-S信號幅度調至5VP-P以上即可),但必須用專門的信號源才能較方便地觀察到動態范圍。