糾錯碼編解碼實驗報告

❶ 糾錯碼的基本原理和性能參數

糾錯碼能夠檢錯或糾錯，主要是靠碼字之間有較大的差別。這可用碼字之間的漢明距離d(x，y)來衡量。它的定義為碼字x與y之間的對應位取不同值的碼元個數。一種糾錯碼的最小距離d定義為該種碼中任兩個碼字之間的距離的最小值。一種碼要能發現e個錯誤,它的最小距離d應不小於e+1。若要能糾正t個錯誤，則d應不小於2t+1。一個碼字中非零碼元的個數，稱為此碼字的漢明重量。一種碼中非零碼字的重量的最小值，稱為該碼的最小重量。對線性碼來說，一種碼的最小重量與其最小距離在數值上是相等的。
在構造線性碼時，數字上是從n維空間中選一k維子空間，且使此子空間內各非零碼字的重量盡可能大。當構造循環碼時,可進一步將每一碼字看成一多項式,將整個碼看成是多項式環中的理想,這一理想是主理想,故可由生成多項式決定；而多項式完全可由它的根規定。這樣,就容易對碼進行構造和分析。這是BCH碼等循環碼構造的出發點。一般地說，構造一種碼時，均設法將它與某種代數結構相聯系，以便對它進行描述，進而推導它的性質，估計它的性能和給出它的解碼方法。若一種碼的碼長為n，碼字數為M,或信息位為h,以及最小距離為d，則可把此碼記作【n,M,d】碼。若此碼為線性碼，常簡記作(n，k)或(n,k,d)碼。人們還常用R=log2M/n表示碼的信息率或簡稱碼率,單位為比特/碼元。R越大,則每個碼元所攜帶的信息量越大，編碼效率越高。 糾錯碼實現中最復雜的部分是解碼。它是糾錯碼能否應用的關鍵。根據式(1),採用的碼長n越大,則誤碼率越小。但n越大，編譯碼設備也越復雜,且延遲也越大。人們希望找到的解碼方法是:誤碼率隨碼長n的增加按指數規律下降;解碼的復雜程度隨碼長n的增加接近線性地增加；解碼的計算量則與碼長n基本無關。可惜，已經找到的碼能滿足這樣要求的很少。不過由於大規模集成電路的發展，即使應用比較復雜的但性能良好的碼，成本也並不太高。因此，糾錯碼的應用越來越廣泛。
糾錯碼傳輸的都是數字信號。這既可用硬體實現，也可用軟體實現。前者主要用各種數字電路，主要是採用大規模集成電路。軟體實現特別適合計算機通信網等場合。因為這時可以直接利用網中的計算機進行編碼和解碼，不需要另加專用設備。硬體實現的速度較高，比軟體可快幾個數量級。
在傳信率一定的情況下，如果採用糾錯碼提高可靠性，要求信道的傳輸率增加，帶寬加大。因此，糾錯碼主要用於功率受限制而帶寬較大的信道，如衛星、散射等系統中。糾錯碼還用在一些可靠性要求較高，但設備或器件的可靠性較差，而餘量較大的場合，如磁帶、磁碟和半導體存儲器等。
在分組碼的研究中，譜分析的方法受到人們的重視。糾同步錯誤碼、算術碼、不對稱碼、不等錯誤糾正碼等，也得到較多的研究。 分組碼是對信源待發的信息序列進行分組（每組K位）編碼，它的校驗位僅同本組的信息位有關。自20世紀50年代分組碼的理論獲得發展以來，分組碼在數字通信和數據存儲系統中已被廣泛應用。
分組碼的碼長n和碼字個數M是一個碼的主要構造參數。碼長為n的碼中所有碼字的位數均為n；若要用一個碼傳送k比特信息，則碼字的個數M必須滿足。典型的分組碼是由k位信息位和r位監督位組成的，這樣構成的碼一般稱為系統碼。
分組碼中應用最廣的線性分組碼。線性分組碼中的M個碼字之間具有一定線性約束關系，即這些碼字總體構成了n維線性空間的一個k維子空間。稱此k維子空間為（n，k）線性分組碼。線性系統碼的特點是每個碼字的前k位均由這個碼字所對應的信息位組成，並通過對這k位信息位的線性運算得到後面n—k是位監督位。
線性分組碼中應用最廣的是循環碼，循環碼的主要特徵是任何碼字在循環移位後個碼字。循環碼的優點在於其編碼和解碼手續比一般線性碼簡單，因而易於在設備上實現。在循環碼中，碼字可表示為多項式。循環碼的碼字多項式都可表示成為循環碼的生成多項式與這個碼字所代表的信息多項式的乘積，即，因此一個循環碼可以通過給出其生成多項式來規定。常用的循環碼有BCH碼和RS碼。
網格碼有多種描述方法，網格圖是常用方法之一，它能表示出編碼過程。一個碼率為1/2、包含四種狀態的網格碼的網格圖如圖所示。圖1中00，01，10，11表示編碼器所具有的四種狀態，以「·」示出，從每一狀態出發都存在兩條支路，位於上面的一條支路對應於編碼器輸入為「0」的情況，位於下面的一條支路對應於編碼器輸入為「1」的情況，而每一支路上所列出的兩個二進位碼則表示相應的編碼輸出。因而可知，編碼輸出不僅決定於編碼器的當前輸入，還決定於編碼器的狀態，例如在圖中從「00」狀態出發；，若輸入的二進制數據序列為1011，則編碼器的狀態轉移過程為00→01→10→01→11，而相應的編碼輸出序列為11010010。在網格圖中任意兩條從同一狀態出發；，經不同的狀態轉移過程後又歸於另一相同狀態（該狀態也可與初始狀態相同）的路徑間的距離的最小值稱為碼的自由距離。如該圖中的為5。對於卷積碼來說，的計算可簡化為始於且終於零狀態的非全零路徑與全零路徑間距離的最小值。是表徵網格碼糾錯能力的重要參數。維特比演算法是廣泛採用的網格碼的解碼方法。由於網格碼的狀態越多，解碼越復雜，所以狀態個數是度量網格碼解碼復雜性的重要參數。一般說來可以通過增大解碼復雜性來增加，從而提高碼的糾錯能力。
BCH碼、網格碼已被廣泛地應用於移動通信、衛星通信和頻帶數據傳輸中。RS碼也被廣泛應用於光碟的存儲中。
大多數糾錯碼是設計來糾隨機誤碼的，可以通過交織的方法使它適用於對突發誤碼的糾錯。交織是一種使得集中出現的突發誤碼在解碼時進行分散化的措施，從而使其不超出糾錯碼的糾錯能力范圍。 卷積碼不對信息序列進行分組編碼，它的校驗元不僅與當前的信息元有關，而且同以前有限時間段上的信息元有關。卷積碼在編碼方法上尚未找到像分組碼那樣有效的數學工具和系統的理論。但在解碼方面，不論在理論上還是實用上都超過了分組碼，因而在差錯控制和數據壓縮系統中得到廣泛應用。

❷ 求程式控制交換PCM編解碼實驗的畢業設計

程式控制交換原理實驗系統及控制單元實驗

一、 實驗目的
1、熟悉該程式控制交換原理實驗系統的電路組成與主要部件的作用。
2、體會程式控制交換原理實驗系統進行電話通信時的工作過程。
3、了解CPU中央集中控制處理器電路組成及工作過程。

二、 預習要求
預習《程式控制交換原理》與《MCS-51單片計算機原理與應用》中的有關內容。

三、 實驗儀器儀表
1、主機實驗箱 一台
2、三用表 一台
3、電話單機 四台

四、 實驗系統電路組成
（一）電路組成
圖1-1是該實驗系統的原理框圖

圖1-1 實驗系統的原理框圖
圖1—2是該實驗系統的方框圖，其電路的組成及主要作用如下：
1、用戶模塊電路 主要完成BORSCHT七種功能，它由下列電路組成：
A、 用戶線介面電路
B、 二\四線變換器
C、 PCM編解碼電路

用戶線介面電路 二／ 四線變換器 二／四線變換器 用戶線介面電路
用戶1 PCM CODEC電路 PCM CODEC電路 用戶3

用戶線介面電路 二／ 四線變換器 二／ 四線變換器 用戶線介面電路
用戶2 PCM CODEC電路 PCM CODEC電路 用戶4

時鍾信號電路 控制、檢測電路 輸出顯示電路 二次穩壓電路

多種信號音電路 CPU中央處理器 鍵盤輸入電路 直流電源

圖1－2實驗系統方框圖

2、交換網路系統 主要完成空分交換與時隙交換兩大功能，它由下列電路組成：
A、空分交換網路系統
B、時隙交換網路系統
3、多種信號音電路 主要完成各種信號音的產生與發送，它由下列電路組成：
A、450Hz撥號音電路
B、忙音發生電路
C、回鈴音發生電路
D、25Hz振鈴信號電路
4、CPU中央集中控制處理器電路 主要完成對系統電路的各種控制，信號檢測，號碼識別，鍵盤輸入信息，輸出顯示信息等各種功能。
5、系統工作電源 主要完成系統所需要的各種電源，本實驗系統中有+5V，-5V，+12V，-12V，-48V等5組電源，由下列電路組成：
A、內置工作電源：+5V，+12V，-12V，-48V
B、穩壓電源： -8V，-5V
控制部分就是由CPU中央處理系統、輸入電路（鍵盤）、輸出電路（數碼管）、雙音多頻DTMF檢測電路、用戶環路狀態檢測電路、自動交換網路驅動電路與交換網路轉換電路、擴展電路、信號音控制電路等電路組成。
下面簡要說明各部分電路的作用與要求：
1、鍵盤輸入電路：主要把實驗過程中的一些功能通過鍵盤設置到系統中。
2、顯示電路： 顯示主叫與被叫電路的電話號碼，同時顯示通話時間。
3、輸入輸出擴展電路：顯示電路與鍵盤輸入電路主要通過該電路進行工作。主要晶元是D8155A，SN74LS240，MC1413。
4、雙音多頻DTMF接收檢測電路：把MT8870DC輸出的DTMF四位二進制信號，接收存貯後再送給CPU中央集中控制處理系統。
5、用戶狀態檢測電路：主要識別主、被叫用戶的摘掛機狀態，送給CPU進行處理。
6、自動交換網路驅動電路：主要實現電話交換通信時，CPU發出命令信息，由此電路實現驅動自動交換網路系統，其核心集成電路為SN74LS374，D8255A，GD74LS373等晶元。
7、信號音控制電路：它完全按照CPU發出的指令進行操作，使各種信號音按照系統程序進行工作。
8、振鈴控制電路：它也是按照CPU發出的指令進行工作，具體如下：
（A）不振鈴時，要求振鈴支路與供電系統分開。
（B）振鈴時，鈴流送向話機，並且供電系統通過振鈴支路向用戶饋電，用戶狀態檢測電路同時能檢測用戶的忙閑工作狀態。
（C）當振鈴時，用戶一摘機就要求迅速斷開振鈴支路。
（D）振鈴時要求有1秒鍾振、4秒鍾停的通斷比。
以上是CPU中央集中控制處理系統的主要工作過程，要全面具體實現上述工作過程，則要有軟體支持，該軟體程序流程圖見圖1—4。

圖1-3 鍵盤功能框圖
對圖1-3所示的鍵盤功能作如下介紹：
「時間」： 該鍵可設置系統的延時時間。如久不拔號、久不應答、位間不拔號的延時，預設值為10秒，可選擇的時間值有10秒、30秒、1分鍾。按一次該鍵則顯示下一個時間值，三個值循環顯示，當按下「確認」鍵時，就選定當前顯示值供系統使用，按「復位」鍵則清除該次時間的設定。
「會議電話」： 該鍵為召開電話會議的按鍵。電話會議設置用戶1為主叫方，其他三路為被叫方，只能由主叫方主持召開會議，向其他三路發出呼叫。電路完全接通或者接通兩路後，主叫方能和任一被叫方互相通話。除「復位」鍵外，其他鍵均推失去功能。會議結束後，可按「復位」鍵重啟系統。
「中繼」： 該鍵為局內交換切向中繼交換的功能按鍵，按下此鍵，再按「確認」鍵進行確認，則工作模式由局內交換切換為中繼交換，顯示器循環顯示「d」，此時方可通過中繼撥打「長途」電話。按「復位」鍵重啟系統，進入正常局內交換模式。
「確認」： 該鍵完成對其他功能鍵的確認，防止誤按鍵，在鍵盤中除「復位」鍵外，其他功能鍵都必須加「確認」鍵才能完成所定義的功能。
「復位」： 該鍵為重啟系統按鍵。在任何時候或者系統出現不正常狀態時都可按下此鍵重啟系統（有用戶通話時，會中斷通話），所有設置均為默認值。
圖1-5是顯示電路工作示意說明圖。

主叫號碼顯示 計時顯示 被叫號碼顯示

圖1－5 顯示電路

開 始

NO
有用戶呼叫嗎？

呼叫�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1 YES
去 話 接 續

向主叫送撥號音

NO
第一位號碼來了嗎？

撥號開始�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1 YES
停送撥號音，收存號碼

內 部 處 理
撥號完畢�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1

被叫閑嗎？ NO

YES
來 話 接 續 向主叫送忙音

向被叫送鈴流，向主叫送回鈴音

被叫應答否？ NO
主叫掛機否？
應答�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1 YES
停送鈴流，回鈴音，接通電路 YES

話終掛機否?

掛機�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1 YES
拆線（釋放復原）

結 束

圖1-4 程序工作流程示意圖
五、實驗內容
1、測量實驗系統電路板中的TP91~TP95各測量點電壓值，並記錄。
2、從總體上初步熟悉兩部電話單機用空分交換方式進行通話。
3、初步建立程式控制交換原理系統及電話通信的概念。
4、觀察並記錄一個正常呼叫的全過程。
5、觀察並記錄一個不正常呼叫的狀態。

圖1-6 呼叫識別電路框圖

五、 實驗步驟
1、接上交流電源線。
2、將K11~K14,K21~K24,K31~K34,K41~K44接2，3腳；K70~K75接2，3腳；K60~K63接2，3腳。
3、先打開「交流開關」，指示發光二極體亮後，再分別按下直流輸出開關J8，J9。此時實驗箱上的五組電源已供電，各自發光二極體亮。
4、按 「復位」鍵進行一次上電復位，此時，CPU已對系統進行初始化處理，數碼管循環顯示「P」 ，即可進行實驗。
5、將三用表拔至直流電壓檔，然後測量TP91，TP92，TP93，TP94，TP95的電壓是否正常：TP91為－12V，TP92為－48V，TP93為＋5V，TP94為＋12V，TP95為－5V。(－48V允許誤差±10%，其它為±5%)
6、將四個用戶接上電話單機。
7、正常呼叫全過程的觀察與記錄。(現以用戶1為主叫，用戶4為被叫進行實驗)
A、 主叫摘機，聽到撥號音，數碼管顯示主叫電話號碼「68」 。
B、 主叫撥首位被叫號碼「8」，主叫撥號音停，主叫繼續撥完被叫號碼「9」。
C、 被叫振鈴，主叫聽到回鈴音。
D、 被叫摘機，被叫振鈴停，主叫回鈴音停，雙方通話。數碼管顯示主叫號碼和被叫號碼，並開始通話計時。
E、 掛機，任意一方先掛機（如主叫先掛機），另一方（被叫）聽到忙音，計時暫停，雙方都掛機後，數碼管循環顯示「P」 。
8、不正常呼叫的自動處理
A、 主叫摘機後在規定的系統時間內不撥號，主叫聽到忙音。(系統時間可以設置，在系統復位後按「時間」可循環顯示「10」，「30」，「100」，分別表示10秒，30秒，1分鍾，選定一個時間，按「確定」即系統時間被設置，在復位狀態時，系統時間默認為10秒。)
B、 撥完第一位號碼後在規定的系統時間內沒有撥第二位號碼時，主叫聽到忙音。
C、 號碼撥錯時（如主叫撥「56」 ），主叫聽到忙音。
D、 被叫振鈴後在規定的系統時間內不摘機，被叫振鈴音停，主叫聽到忙音。

六、 實驗注意事項
對實驗系統加電一定要嚴格遵循先打開系統工作電源的「交流開關」，然後再打開直流輸出開關J8，J9。實驗結束後，先分別關直流輸出開關J8，J9。最後再關「交流開關」，以避免實驗電路的器件損壞。

七、 實驗報告要求
1、畫出實驗系統電路的方框圖，並作簡要敘述。
2、對正常呼叫全過程進行記錄。

實驗二 用戶線介面電路及二\四線變換實驗

一、實驗目的
1、全面了解用戶線介面電路功能（BORST）的作用及其實現方法。
2、通過對MH88612C電路的學習與實驗，進一步加深對BORST功能的理解。
3、了解二\四線變換電路的工作原理。

二、預習要求
認真預習程式控制交換原理中有關用戶線介面電路等章節。

三、實驗儀器儀表
1、主機實驗箱 一台
2、電話單機 二台
3、20MHz示波器 一台
4、三用表 一台

四、電路工作過程
在現代電話通信設備與程式控制交換機中，由於交換網路不能通過鈴流、饋電等電流，因而將過去在公用設備（如繩路）實現的一些用戶功能放到「用戶電路」來完成。
用戶電路也可稱為用戶線介面電路（Subscriber Line Interface Circuit—SLIC）。任何交換機都具有用戶線介面電路。
模擬用戶線介面電路在實現上的最大壓力是應能承受饋電、鈴流和外界干擾等高壓大電流的沖擊，過去都是採用晶體管、變壓器（或混合線圈）、繼電器等分立元件構成，隨著微電子技術的發展，近十年來在國際上陸續開發多種模擬SLIC，它們或是採用半導體集成工藝或是採用薄膜、厚膜混合工藝，並已實用化。在實際中，基於實現和應用上的考慮，通常將BORSCHT功能中過壓保護由外接元器件完成，編解碼器部分另單成一體，集成為編解碼器（CODEC），其餘功能由所謂集成模擬SLIC完成。
在布控交換機中，向用戶饋電，向用戶振鈴等功能都是在繩路中實現的，饋電電壓一般是-60V，用戶的饋電電流一般是20mA~30 mA，鈴流是25HZ，
90V左右，而在程式控制交換機中，由於交換網路處理的是數字信息，無法向用戶饋電、振鈴等，所以向用戶饋電、振鈴等任務就由用戶線介面電路來承擔完成，再加上其它一些要求，程式控制交換機中的用戶線介面電路一般要具有B（饋電）、O（過壓保護）、R（振鈴）、S（監視）、C（編解碼）、H（混合）、T（測試）七項功能。
模擬用戶線介面電路的功能可以歸納為BORSCHT七種功能，具體含義是：
（1）饋電（B-Battery feeling）向用戶話機送直流電流。通常要求饋電電壓為—48伏，環路電流不小於18mA。
（2）過壓保護（O-Overvoltage protection）防止過壓過流沖擊和損壞電路、設備。
（3）振鈴控制（R-Ringing Control）向用戶話機饋送鈴流，通常為25HZ/90Vrms正弦波。
（4）監視（S-Supervision）監視用戶線的狀態，檢測話機摘機、掛機與撥號脈沖等信號以送往控制網路和交換網路。
（5）編解碼與濾波（C-CODEC/Filter）在數字交換中，它完成模擬話音與數字碼間的轉換。通常採用PCM編碼器（Coder）與解碼器（Decoder）來完成，統稱為CODEC。相應的防混疊與平滑低通濾波器佔有話路（300HZ~3400HZ）帶寬，編碼速率為64kb/s。
（6）混合（H-Hyhird）完成二線與四線的轉換功能，即實現模擬二線雙向信號與PCM發送，接收數字四線單向信號之間的連接。過去這種功能由混合線圈實現，現在改為集成電路，因此稱為「混合電路」。
（7）測試（T-Test）對用戶電路進行測試。
模擬用戶線介面功能見圖2—1。

鈴流發生器 饋電電源

發送碼流
過 振 低通 編

a 壓 測 鈴 饋 混 碼
模
擬 保 試 繼 電 合 平衡 器
用 （編碼信號）
戶 護 開 電 電 電 網路 解
線
b 電 關 器 路 路 碼

路 低通 器
接收碼流

測試 振鈴控台 用戶線
匯流排 制信號彈 狀態信號

圖2-1 模擬用戶線介面功能框

（一）用戶線介面電路
在本實驗系統中，用戶線介面電路選用的是MITEL公司的MH88612C。MH88612C是2/4線厚膜混合用戶線介面電路。它包含向用戶話機恆流饋電、向被叫用戶話機饋送鈴流、用戶摘機後自行截除鈴流，摘掛機的檢測及音頻或脈沖信號的識別，用戶線是否有話機的識別，語音信號的2/4線混合轉換，外接振鈴繼電器驅動輸出。MH88612C用戶電路的雙向傳輸衰耗均為-1dB,供電電源+5V和-5V。其各項性能指標符合郵電部制定的有關標准。
（1）該電路的基本特性
1、向用戶饋送鈴流
2、向用戶恆流饋電
3、過壓過流保護
4、被叫用戶摘機自截鈴
5、摘掛機檢測和LED顯示
6、音頻或脈沖撥號檢測
7、振鈴繼電器驅動輸出
8、語音信號的2/4線轉換
9、能識別是否有話機
10、無需偶合變壓器
11、體積小及低功耗
12、極少量外圍器件
13、厚膜混合型工藝
14、封裝形式為20引線單列直插
圖2-2是它的管腳排列圖

（2）MH88612C引出端功能的說明
0腳：IC Internal Connection：空端。
1腳：TF Tip Feed： 連接外接二極體作為保護電路連到-48V和地。。
2腳：IC Internal Connection：空端。
3腳：VR Voice Receive(input)： 四線語音信號的接收端。
4腳：VRef Voltage Reference：設置向用戶電話線送恆流饋電的參考電壓，恆流通過VRef調節；也可接地,一般為21mA環流。
5腳：VEE 負供電電源，通常為-5V DC。
6腳：GNDA 供電電源和饋電電源的地端，模擬接地。
7腳：GS Gain setting(input)：低電平時直接接收附加增益為-0.5 dB，
此增益除編解碼增益設置之外的，高電平時為0dB。
8腳：VX Voice Transmit(output)：四線語音信號的發送端。
9腳：TIP 連接用戶電話的「TIP」線。
10腳：RING 連接用戶電話的「RING」線。
11腳：RF Ring Feed：外部連接至振鈴繼電器。
12腳：VDD 正供電電源，通常為+5V DC。
13腳：RC Relay Control(input)振鈴繼電器控制輸入端，高電平有效
14腳：RD 振鈴繼電器驅動輸出端，外接振鈴繼電器線圈至地端，內部有一線圈感應箝位二極體。
15腳：RV Ring Feed Voltage：用戶線鈴流源輸入端，外部連接至振鈴繼電器。
16腳：VRLY 振鈴繼電器正供電電源，能常為+5V DC。
17腳：IC Internal Connection：空端。
18腳：VBat 用戶線饋電電壓，通常為-48V DC
19腳：CAP 連接外部電容作為振鈴濾波控制連電阻到地。
20腳：SHK 摘掛機狀態檢測及脈沖號碼輸出端，摘機時輸出高電平。

（3）用戶線介面電路主要功能
圖2-3是MH88612C內部電路方框圖，其主要功能說明如下：

TF VR
TIP
RING VX
RF

RV
VRLY

RC
VRef
RD CAP

SHK
圖2-3 MH88612C內部電路方框圖
1、向用戶話機供電，MH88612C可對用戶話機提供恆流饋電，饋電電流由VBAT以及VDD供給。恆定的電流為25 mA。當環路電阻為2KΩ時，饋電電流為18 mA，具體如下：
A、 供電電源VBat採用-48V；
B、 在靜態情況下（不振鈴、不呼叫），-48V電源通過繼電器靜合接點至話機；
C、 在振鈴時，-48V電源通過振鈴支路經繼電器動合接點至話機；
D、 用戶掛機時，話機叉簧下壓饋電迴路斷開，迴路無電流流過；
E、 用戶摘機後，話機叉簧上升，接通饋電迴路（在振鈴時接通振鈴支路）迴路。
2、MH88612C內部具有過壓保護的功能，可以抵抗保護TIP- -RING埠間的瞬時高壓，如結合外部的熱敏與壓敏電阻保護電路，則可保護250V左右高壓。
3、振鈴電路可由外部的振鈴繼電器和用戶電路內部的繼電器驅動電路以及鈴流電源向用戶饋送鈴流：當繼電器控制端(RC端)輸入高電平，繼電器驅動輸出端(RD端)輸出高電平，繼電器接通，此時鈴流源通過與振鈴繼電器連接的15端(RV端)經TIP––RING埠向被叫用戶饋送鈴流。當控制端(RC端)輸入低電平或被叫用戶摘機都可截除鈴流。用戶電路內部提供一振鈴繼電器感應電壓抑制箝位二極體。
4、監視用戶線的狀態變化即檢測摘掛機信號，具體如下：
A、用戶掛機時，用戶狀態檢測輸出端輸出低電平，以向CPU中央集中控制系統表示用戶「閑」；
B、用戶摘機時，用戶狀態檢測輸出端輸出高電平，以向CPU中央集中控制系統表示「忙」；
5、在TIP––RING埠間傳輸的語音信號為對地平衡的雙向語音信號，在四線VR端與VX端傳輸的信號為收發分開的不平衡語音信號。MH88612C可以進行TIP––RING埠與四線VR端和VX端間語音信號的雙向傳輸和2/4線混合轉換。
6、MH88612C可以提供用戶線短路保護：TIP線與RING線間，TIP線與地間，RING線與地間的長時間的短路對器件都不會損壞。
7、MH88612C提供的雙向語音信號的傳輸衰耗均為-dB。該傳輸衰耗可以通過MH88612C用戶電路的內部調整，也可通過外部電路調整；
8、MH88612C的四線埠可供語音信號編解碼器或交換矩陣使用。
由圖1-1可知，本實驗系統共有四個用戶線介面電路，電路的組成與工作過程均一樣，因此只對其中的一路進行分析。
圖2-4是用戶1用戶線介面電路的原理圖：

圖2-4 用戶線介面電路電原理圖

為了簡單和經濟起見，反映用戶狀態的信號一般都是直流信號，當用戶摘機時，用戶環路閉合，有用戶線上有直流電流流過。主叫摘機表示呼叫信號，被叫摘機，則表示應答信號，當用戶掛機時，用戶環路斷開，用戶線上的直流電流也斷開，因此交換機可以通過檢測用戶線上直流電流的有無來區分用戶狀態。
當用戶摘機時，發光二極體D10亮表示用戶已處於摘機狀態，TP13由低電平變成高電平，此狀態送到CPU進行檢測該路是否摘機，當檢測到該路有摘機時，CPU命令撥號音及控制電路送出f=450HZ，U=3V的波形。
此時，在TP12上能檢測到如圖2—5所示波形

TP12

0 2VP-P t

f = 400~450Hz
圖2-5 450Hz撥號音波形
當用戶聽到450HZ撥號音信號時，用戶開始撥電話號碼，雙音多頻號碼檢測電路檢測到號碼時通知CPU進行處理，CPU命令450HZ撥號音發生器停止送撥號音，用戶繼續撥完號碼，CPU檢測主叫所要被叫用戶的號碼後，立即向被叫用戶送振鈴信號，提醒被叫用戶接聽電話，同時向主叫用戶送回鈴音信號，以表示線路能夠接通，當被叫用戶摘機時，CPU接通雙方線路，通信過程建立。一旦接通鏈路，CPU即開始計時，當任一方先掛機，CPU檢測到後，立即向另一方送忙音，以示催促掛機，至此，主、被叫用戶一次通信過程結束。
通過上述簡單分析，不難得出各測量點的波形。
TP11：通信時有發送話音波形；撥號時有瞬間DTMF波形；不通信時則此點無波形。
TP12：通信時有接收話音波形：摘機後撥號前有450HZ撥號音信號；不通信時則此點無波形。
TP13：摘掛機狀態檢測測量點
掛機：TP13=低電平。
摘機：TP13=高電平。
TP14：振鈴控制信號輸入，高電平有效。即工作時為高電平，常態為低電平。
由於4個用戶線介面電路的測量點相同，故對其它三個用戶線介面電路的測量點就不一一敘述，波形均相同，即：
TP11=TP21=TP31=TP41
TP12=TP22=TP32=TP42
TP13=TP23=TP33=TP43
TP14=TP24=TP34=TP44
（二）二\四線變換電路
在該實驗系統中，二\四線變換由用戶線介面電路中的語音單元電路實現，圖2-6為電路的功能框圖，該電路完成二線–––單端之間信號轉換，在MH88612C內部電路中已經完成了該變換。

T

TR

R
圖2-6 二/四線變換功能框圖
二\四線變換的作用就是把用戶線介面電路中的語音模擬信號（TR）通過該電路的轉換分成去話（T）與來話（R），對該電話的要求是：
1、將二線電路轉換成四線電路；
2、信號由四線收端到四線發端要有盡可能大的衰減，衰減越大越好；
3、信號由二線端到四線發端和由四線收端到二線端的衰減應盡可能小，越小越好；
4、應保持各傳輸端的阻抗匹配；
以便於PCM編解碼電路形成發送與接收的數字信號。

五、實驗內容
1、參考有關程式控制交換原理教材中的用戶線介面電路等單節，對照該實驗系統中的電路，了解其電路的組成與工作過程。
2、通過主叫、被叫的摘、掛機操作，了解B、R、S等功能的具體作用。

六、實驗步驟
1． 接上交流電源線。
2． 將K11~K14，K21~K24，K31~K34，K41~K44接2，3腳；K70~K75接2，3腳；K60~K63接2，3腳。
3． 先打開「交流開關」，指示發光二極體亮後，再分別按下直流輸出開關J8，J9，此時實驗箱上的五組電源已供電，各自發光二極體亮。
4． 按「復位」鍵進行一次上電復位，此時，CPU已對系統進行初始化處理，顯示電路循環顯示「P」，即可進行實驗。
5． 用戶1，用戶3接上電話單機。
6． 用戶電話單機的直流供電（B）的觀測。（現以用戶1為例）
1） 用戶1的電話處於掛機狀態，用三用表的直流檔測量TP1A，TP1B對地的電壓，TP1A為－48V，TP1B為0V，它們之間電壓差為48V。
2） 用戶1的電話處於摘機狀態，用三用表的直流檔測量TP1A，TP1B對地的電壓，TP1A為－10V左右（此時的電壓與電話的內阻抗有關，所以每部電話的測量值不一定相同），TP1B為－3.7V左右。
以上給出的電壓值只是作為參考。
7． 觀察二／四線變換的作用。
1） 用正常的呼叫方式，使用戶1、用戶3處於通話狀態。
2） 當用戶1對著電話講話時（或按電話上的任意鍵），用示波器觀察TP11上的波形，為語音信號（或雙音多頻信號），不講話時無信號。
3） 當用戶1聽到用戶3講話時（或用戶3按電話上任意鍵），用示波器觀察TP12上的波形，為語音信號（或雙音多頻信號），對方不講話時無信號。
4） 用示波器觀察TP1A。不管是用戶1講話還是用戶3講話（或按電話上的任意鍵）此測試點都有語音波形（或雙音多頻信號）。
8． 摘、掛機狀態檢測的觀測。
1） 當用戶1的電話摘機時，用示波器測量TP13為高電平（4V左右）。
2） 當用戶1的電話掛機時，用示波器測量TP13為低電平（0V左右）。
9． 被叫話機振鈴（R）的觀測。
1） 用戶1處於掛機狀態，用戶3呼叫用戶1，即用戶3撥打「68」，使用戶1振鈴。
2)當用戶1的電話振鈴時，用示波器觀察TP14，振鈴時TP14為高電平（3V左右）；不振鈴時TP14為低電平（0V左右）。

七、實驗注意事項
當實驗過程中出現不正常現象時，請按一下「復位」鍵，以使系統重新啟動。

八、實驗報告要求
1、畫出本次實驗電路方框圖，並能說出其工作過程。
2、畫出各測量點在各種情況下的波形圖。

❸ pcm編解碼輸入與輸出幅度是多少

入信號的頻率為 1KHz,幅度為 2V(峰峰值),在測試點(6)可觀察到 PCM 編碼輸出的碼流.(需 要指出的是,由於我們只在一個時隙上工作,
1、實驗目的及要求

①理解PCM編解碼原理及PCM編解碼性能；

②熟悉PCM編解碼專用集成晶元的功能和使用方法及各種時鍾間的關系；

③熟悉語音數字化技術的主要指標及測量方法；

④PCM編碼原理驗證，理解帶限濾波器作用、A律編碼規則；

⑤PCM編解碼性能測量，觀測編解碼電路頻響、時延、失真、增益等。

2、實驗器材、設備及軟體

PCM編碼軟體，集成晶元TP3057，雙蹤示波器，微處理器，液晶屏。

二、實驗結果

1、定性描述PCM編解碼的特性、編碼規則，並填下表。

量化後的信號是取值離散的數字信號,下一步是將這個數字信號編碼。通常把從模擬信

號抽樣、量化，編碼變換成為二進制符號的基本過程，稱為脈沖編碼調制。

完成PCM編碼的方式有多種，最常用的是採用集成電路完成PCM編解碼，如TP3057、TP3067等，集成電路的優點是電路簡單，只需幾個外圍元件和三種時鍾即可實現，不足是無法展示編碼的中間過程，這種方法比較適合實際通信系統。另一種PCM編碼方式是用軟體來實現，這種方法能分離出PCM編碼的中間過程，如：帶限、抽樣、量化、編碼的完整過程。

在 13 折線法中，無論輸入信號是正是負，均用 8 位折疊二進制碼來表示輸入信號的抽

樣量化值。其中，用第一位表示量化值的極性，其餘七位（第二位至第八位）則表示抽樣量

化值的老冊絕對大小。具體的做法是：用第二至第四位表示段落碼，它的 8 種可能狀態來分別代

表 8 個段落的起點電平。其它四位表示段內碼，它的 16 種可能狀態來分別代表每一段落的

16 個均勻劃分的量化級。這樣處理的結果，使 8 個段落被劃分成 27＝128 個量化級。段落

碼和 8 個段落之間的關系如表 2-2 所示，段內碼與 16 個量化級之間的關系見表 2-3。上述

編碼方法是把壓縮、量化和編碼嫌汪合為一體的方法

在A律13折線編碼中，正負方向共16個段落，在每一個段落內有16個均勻分布的侍者宏量化電平，因此總的量化電平數L=256。編碼位數N=8，每個樣值用8比特代碼C1～C8來表示，分為三部分。第一位C1為極性碼，用1和0分別表示信號的正、負極性。第二到第四位碼C2C3C4為段落碼，表示信號絕對值處於那個段落，3位碼可表示8個段落，代表了8個段落的起始電平值。

上述編碼方法是把非線性壓縮、均勻量化、編碼結合為一體的方法。在上述方法中，雖然各段內的16個量化級是均勻的，但因段落長度不等，故不同段落間的量化間隔是不同的。當輸入信號小時，段落小，量化級間隔小；當輸入信號大時，段落大，量化級間隔大。第一、二段最短，歸一化長度為1/128，再將它等分16段，每一小段長度為1/2048，這就是最小的量化級間隔Δ。根據13折線的定義，以最小的量化級間隔Δ為最小計量單位，可以計算出13折線A律每個量化段的電平范圍、起始電平I、段內碼對應電平、各段落內量化間隔Δi。

如量化值：-1600量化值為負值，故極性碼C1為：0；電平范圍位於1024~2048，段落碼C2C3C4為：111；量化間隔為64，段落起始電平為1024，1600-1024=576；576/64=9；段內碼C5C6C7C8為：1001。那麼量化值-1600對應的PCM編碼值為：01111001