PCM通信系统

多路语音数字通信系统课程设计报告一．设计总方案：PCM系统方框图该设计主要包括两部分：1．Pcm编译码电路2．复用与解复用电路二．PCM电路部分（一）PCM基本工作原理数字程控调度机PCM脉码调制就是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号后在信道中传输。脉码调制就是对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化、编码的过程。所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。所谓量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。一个模拟信号经过抽样量化后，得到已量化的脉冲幅度调制信号，它仅为有限个数值。所谓编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。然而，实际上量化是在编码过程中同时完成的，故编码过程也称为模/数变换，可记作A/D。由此可见，数字程控调度机脉冲编码调制方式就是一种传递模拟信号的数字通信方式。语音输出低通滤波解调解码再生解复用信道复用编码量化抽样发送放大（Pcm编码）（Pcm解码）语音输入PCM的原理如上图所示。话音信号先经防混叠低通滤波器，进行脉冲抽样，变成重复频率的抽样信号（即离散的脉冲调幅PAM信号），然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”办法量化为有限个幅度取值的信号，再经编码，转换成二进制码。对于电话，CCITT规定抽样率为8KHz，每抽样值编8位码，即共有28=256个量化值，因而每话路PCM编码后的标准数码率是64kb/s。为解决均匀量化时小信号量化误差大、音质差的问题，在实际中采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法，即量化特性在小信号时分层密、量化间隔小，而在大信号时分层疏、量化间隔大，如图1—2所示。在JSQ-31-512型数字程控调度机中使用的是对数形式的压缩特性。对数形式的压缩特性：A律和m律,A律PCM用于欧洲和我国，m律用于北美和日本。图1-2PCM的原理框图(二)PCM编译码电路TP3067芯片介绍1.编译码器的简单介绍模拟信号经过编译码器时，在编码电路中，它要经过取样、量化、编码。到底在什么时候被取样，在什么时序输出PCM码则由A→D控制来决定，同样PCM码被接收到译码电路后经过译码、低通滤波、放大，最后输出模拟信号，把这两部分集成在一个芯片上就是一个单路编译码器，它只能为一个用户服务，即在同一时刻只能为一个用户进行A\D及D\A变换。编码器把模拟信号变换成数字信号的规律一般有二种，一种是μ律十五折线变换法，它一般用在PCM24路系统中，另一种是A律十三折线非线性交换法，它一般应用于PCM30\32路系统中，这是一种比较常用的变换法.模拟信号经取样后就进行A律十三折线变换，最后变成8位PCM码，在单路编译码器中，经变换后的PCM码是在一个时隙中被发送出去，这个时序号是由A→D控制电路来决定的，而在其它时隙时编码器是没有输出的，即对一个单路编译码器来说，它在一个PCM帧里只在一个由它自己的A→D控制电路决定的时隙里输出8位PCM码，同样在一个PCM帧里，它的译码电路也只能在一个由它自己的D--A控制电路决定的时序里，从外部接收8位PCM码。其实单路编译码器的发送时序和接收时序还是可由外部电路来控制的，编译码器的发送时序由A→D控制电路来控制。我们定义为FSx和FSr，要求FSx和FSr是周期性的，并且它的周期和PCM的周期要相同，都为125μS，这样，每来一个FSx，其Codec就输出一个PCM码，每来一个FSr，其Codec就从外部输入一个PCM码。下图是PCM的译码电路方框图。2.JSQ-31-512型数字程控调度机编译码器电路的设计我们所使用的编译码器是把Codec和Filter集成在一个芯片上，它的框图见上图所示。该器件为TP3067。下图是它的管脚排列图。3.TP3067引脚符号符号功能VPO+接收功率放大器的同相输出。GNDA模拟地，所有信号均以该引脚为参考点。VPO-接收功率放大器的倒相输出。VPI接收功率放大器的倒相输入。VFRO接收滤波器的模拟输出。VCC正电源引脚，VCC=+5V士5%FSR接收帧同步脉冲，FSR为8kHz脉冲序列。DR接收帧数据输入.PCM数据随着FSR前沿移入DR。BCLKR\CLKSEL在FSR的前沿后把数据移入DR的位时钟，其频率可从64kHz至2.48MHz。MCLKR\PDN接收主时钟，其频率可以为1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz.MCLKX送主时钟，其频率可以是1.536MHz，1.544MHz或2.048MHz.它允许与MCLK异步，同步工作能实现最佳性能。BCLKXPCM数据从DX上移出的位时钟，频率从64kHz至2.048MHz，必须与MCLKX同步。DX由FSX启动的三态PCM数据输出。FSX发送帧同步脉冲输入，它启动BCLKX并使DX上PCM数据移到DX上。ANLB模拟环回路控制输入，在正常工作时必须置为逻辑“0”，当拉到逻辑“1”时，发送滤波器和前置放大器输出被断开，改为和接收功率放大器的VPO+输出连接。GSX发送输入放大器的模拟输出。用来在外部调节增益。VFXI-发送输入放大器的倒相输入。VFXI+发送输入放大器的非倒相输入。VBB负电源引脚，VBB=-5V±5%。4.JSQ-31-512型数字程控调度机PCM编译码电路PCM系统的PROTEL电路原理图PCM编译码电路所需的工作时钟为2.048MHz，FSR、FSX的帧同步信号为8KHz窄脉冲,上图是它的电原理图。在JSQ-31-512型数字程控调度机中选择A-Law变换，以2.048Mbit来传送信息，信息帧为无信令帧，它的发送时序与接收时序直接受FSX和FSR控制。还有一点，编译码器一般都有一个PDN降功耗控制端，PDN=0时，编译码能正常工作，PDN=1时，编译码器处于低功耗状态，这时编译码器其它功能都不起作用，我们在设计时，可以实现对编译码器的降功耗控制。三．复用与解复用部分五附录附录一PCM的电路原理图