
(一)教学目的
知道话筒、听筒的主要结构和工作原理。
(二)教具
电话挂图一幅,电话实物一部。
(三)教学过程
1.引入新课
教师:这是大家都不陌生的电话(出示挂图和实物)。大家知道电话是怎么把声音传到远处的吗?这节课,就给大家介绍有关电话的知识。
2.进行新课
(1)电话的基本结构和基本原理
板书:第七节电话
一、电话的基本结构和基本原理
基本结构:
电话:话筒、听筒
请同学们回忆一下有关声音的知识,问:
①声音是怎么产生的?
②大家都知道电话上面有一根长长的电线,话筒是不是把发话人的声音变成了跟声音有关的电流传出去了呢?
③听筒是不是把沿电线传过来的跟声音有关的电流又变成了声音被听电话的人听到了呢?
教师指出:人对着话筒说话,话筒把声音振动转化成了强弱变化的电流;电流流经听筒,听筒又把它转化成振动,使人听到声音。板书:
基本原理:振动→变化的电流→振动。
(2)话筒的组成和工作原理
话筒是怎样把声音转化成强弱变化的电流的呢?
对照课本上的图11-19介绍话筒的组成,板书:
二、话筒的组成和工作原理
话筒的组成:金属盒、碳粒、碳精薄片。
请同学们回忆一下导体电阻的有关知识。问:
①导体电阻与哪些因素有关?
②在电压不变时,随着电阻的变化,电流怎么变化?
让学生对照图11-19阅读本节课文第三自然段,然后师生共同归纳话筒工作原理并板书:
(话筒工作原理:说话引起话筒的金属盒内碳粒忽松忽紧~电话中电阻忽大忽小一电路中电流忽强忽弱。)
(3)听筒的'组成和工作原理
问:电路中强弱按声音振动而变化的电流又是怎么被听筒变国发话人的声音的呢?请学生看课本上的图11-20,教师结合该图介绍听筒的组成,并板书:
(三、听筒的组成和工作原理
听筒的组成:永磁铁、螺线管、簿铁片。)
然后,让学生回忆一下有关电磁铁的知识,问:
电磁铁的磁性强弱与电流有什么关系?
引导学生对照图11-20阅读本节课文第四自然段,然后,师生共同归纳、总结并板书:(听筒工作原理:强弱按声音变化的电流一听筒内电磁铁的磁性忽强忽弱一薄铁片受到的磁力忽大忽小一引起薄铁片的振动而发出和发话人相同的声音。)
(4)电话机上的其他设备和电话的种类
问:电话机是否就有话筒、听筒两部分呢?
板书;(二、电话机上的其他设备和电话机的种类)
让学生阅读本节课文的最后一个自然段和图11-21甲、乙。然后,让学生总结。
3.巩固、小结
(1)引导学生按板书内容小结。
(2)让学生默记一下电话的基本原理,听筒、话筒的工作原理。
4.作业
课本转章末“学到了什么”中的7。
选择(每小题3分,共60分)
1.下列技术应用中,不是利用电磁波工作的是
A.利用微波雷达跟踪飞行目标 B.利用声呐系统探测海底深度
C.利用北斗导航系统进行定位和导航 D.利用移动通信屏蔽器屏蔽手机信号
2.下列工具(或设备)与电磁波应用无关的是
A.验钞机 B.军用雷达 C.医用B超 D.电视遥控器
3.地面飞控中心和航天员的联系主要是通过下面的哪种方式来实现
A.发射超声波 B.发射次声波 C.发射微波 D.发射可见光
4.我们生活在电磁波的海洋中,下列关于电磁波的说法中正确的是
A.电磁波不能在真空中传播 B. 中央电视台与三明电视台发射的电磁波频率相同
C. 中央电视台与三明电视台发射的电磁波传播速度不同
D.电磁波不仅能传递声音信号,也能传递图像信号
5. 2012年2月25日,第十一颗北斗导航卫星成功送入太空预定转移轨道,它标志着我国卫星导航工程又取得了重大进展。卫星导航在传递信息过程中主要依靠
A.光导纤维 B.超声波 C.次声波 D.电磁波
6.关于广播、电视、移动电话的信息发射和接收过程,下列说法错误的是
A.它们都是靠电磁波传递信息的 B.在发射时,它们都要把电信号加载到高频电流上
C.它们都只有接受功能,没有发射功能 D.移动电话既有接受功能,又有发射功
7.关于电磁波和现代通信,下列说法正确的是
A.光纤通信传输的信息量很大,主要用于无线电广播 B.移动电话靠电磁波传递信息
C.电磁波的波长越大,频率越高 D.电磁波的应用对人类有利无害
8.现在车辆常安装GPS(全球卫星定位系统)接收器,可用来接收卫星发射的信号,实现对车辆的精确定位和导航。卫星向GPS接收器传送信息通过的是
A.激光 B.电磁波 C.红外线 D.紫外线
9.右图为杨利伟在太空与在北京的家人视频通话时的情境,对此过程,下列说法正确的是
A.通话时声音通过声波传播,图像通过电磁波传播
B.通话时声音和图像都是通过光导纤维传播
C.通话时声音和图像都是通过电磁波传播
D.通话时声音和图像分别通过次声波和超声波传播
10.小明家的计算机通过光纤接入互联网,光纤的作用是
A.输电 B.通信 C.导热 D.照明
11.华人科学家高锟以“涉及光纤传输的突破性成就”获2009年诺贝尔物理学奖。关于光纤通信,下列说法正确的是
A.光在光纤中是沿中轴线直线传播的 B.光纤通信与有线通信一样,都需要金属导线
C.光纤通信中使用的“导线”是“光导纤维” D.光纤通信中传播的物质不是电磁波
12.关于家用普通彩色电视机,下列说法正确的是
A.电视机的遥控器可以发出不同的紫外线,来实验电视机的遥控
B.电视机的功率约为1000W C.电视机后盖有很多孔是为了方便维修
D.电视机扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置
13.关于能源及其利用的下列说法正确的是
A.所有能源都是一次能源 B.太阳能是可再生能源
C.能量转化装置的效率可以达到100% D.目前核能发电主要是利用核聚变方式
14.下面所列的各种能源中,属于可再生能源的是
A.煤炭 B.太阳能 C.核能 D.石油
15.下列四幅图片所涉及的物理知识,说法中错误的是
A.原子核是由带正电的质子和带负点的中子组成,而质子和中子还由更小的微粒组成
B.用中子轰击铀核使其发生裂变,链式反应会释放出巨大的核能
C.核电站的核心设备是核反应堆,其中发生的链式反应是可控制的
D.居民家庭楼顶上安装的太阳能集热器,主要是把太阳能转化成内能
16.我市的能量资源正在逐步得到应用.下列能源中属于不可再生能源的是
A.太阳能 B.潮汐能 C.天然气 D.风能
17.人类生活、生产、学习、研究都离不开能源的消耗,由于人口的急剧增加和经济的不断发展,能源的消耗持续增长。下列能源中既属于一次能源又属于可再生能源的是
A.石油 B.太阳能 C.天然气 D.核能
18.关于能源、材料,下列说法不正确的是
A.目前的核电站是利用核裂变释放出来的.能量来发电的
B.航空器材采用的是低强度、高密度的合金材料
C.超导材料可用做高压输电线
D.太阳能是一种既无污染又取之不尽的新能源
19.下列说法正确的是
A.原子弹爆炸属于原子核聚变
B.在太阳内部,太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸
C.化石燃料、水能、地热能都属于新能源
D.做功冲程中,热机是将机械能转化为内能
20.近年,东营的路边出现了一种风光互补式路灯(如图所示),该路灯装有风力和太阳能发电装置。白天该路灯将获得的电能储存在蓄电池内,夜间蓄电池对灯泡供电。关于该路灯,下面说法不正确的是
A.太阳能发电装置是将太阳能转化为电能
B.风力发电机是将机械能转化为电能
C.白天,对蓄电池充电是将化学能转化为电能
D.风力发电机的工作原理是电磁感应
填空(每空1分,共15分)
1.太空中,宇航员在太空舱外部工作时,需通过无线电通信设备进行交谈,说明电磁波的传播_________介质(填“需要”或“不需要”);电磁波的传播速度与光速_________ (填“相等”或“不相等”),传播速度是3×108 (填单位)
2.手机已经成为我们生活中不可缺少的通信工具,在使用过程中电池将 能转化为电能,它是利用 来传递信息的;电饭锅是利用电流的 效应来取暖的。
3.风力发电将风能转化为能,风能属于(填“可”或“不可”)再生能源。发电机是利用原理发电的。
4.核电站将_________能最终转化为电能,它常建在海边,其原因之一是需要大量的水作为汽轮机的冷却剂,这利用了水的__________较大。福清核电站一台发电功率为l06kW的核电机组将于2013年开始发电,它每天能发电__________kW·h
5.如图所示是太阳能LED照明路灯,它主要由太阳能电池板、LED灯头部分构成。太阳能电池板是将太阳能转化成 能;LED灯可以把电能直接转化成 能。太阳能是在太阳内部氢原子核发生 (“裂变”或“聚变”)时释放出的核能。
计算(共10分)
1.(3分)已知地月之间相距大约38万千米,如果地面指挥中心向正在月球上工作的“玉兔”登月车发出指令,那么在发出指令之后多久时间“玉兔”才能受到信息?
2.(7分)如图所示是火电厂的外观图,它是通过燃烧煤来发电的企业,其发电效率(指煤完全燃烧放出的内能转化为电能的比例)可达39.6%(煤的热值q=3.0×107J/Kg).
(1)煤是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源;
(2)1Kg煤最多可生产多少度电能;
(3)1Kg煤生产的电能最多可供一只100W电灯正常使用多久。
综合(共15分)
1. (3分)市场上有一种装有太阳能电风扇的帽子,如图所示,阳光照射太阳能电池板,扇叶快速转动,能在炎热的夏季给人带来一丝凉意。该装置的转化情况是
A.机械能→太阳能→电能 B.太阳能→机械能→电能
C.电能→太阳能→机械能 D.太阳能→电能→机械能
2.(8分)如图所示是某种电话及其内部电路,请根据所学知识回答:
(1)听筒是将 信号转化成 信号;
(2)话筒是将 信号转化成 信号;
(3)当声音的能量压缩话筒炭粒(相当于向左移动滑片),此时话筒中的电阻 ,电路中的电流 ,听筒中的电磁铁磁性 ,贴膜片向 振动;
3.(4分)如图所示,某同学想将自己的动圈式耳机改装成一种简易电话
(1)请你在图中将简易电话组装好;
(2)组装话好的电话在使用时, 筒使用了磁生电的原理, 筒使用了电生磁的原理;
篇一:实验十一:PCM编译码实验报告
实验报告
哈尔滨工程大学教务处 制
实验十一 PCM编译码实验
一、实验目的
1. 掌握PCM编译码原理。
2. 掌握PCM基带信号的形成过程及分接过程。
3. 掌握语音信号PCM编译码系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
二、 实验仪器
1. 双踪示波器一台 2. 通信原理Ⅵ型实验箱一台
3. M3:PCM与ADPCM编译码模块和M6数字信号源模块 4. 麦克风和扬声器一套
三、实验步骤
1.实验连线
关闭系统电源,进行如下连接:
非集群方式
2. 熟悉PCM编译码模块,开关K1接通SL1,打开电源开关。 3.用示波器观察STA、STB,将其幅度调至2V。
4. 用示波器观察PCM编码输出信号。
当采用非集群方式时:
测量A通道时:将示波器CH1接SLA(示滤波器扫描周期不超过SLA的周期,
以便观察到一个完整的帧信号),CH2接PCM A OUT,观察编码后的数据与时隙同步信号的关系。
测量B通道时:将示波器CH1接SLB,(示滤波器扫描周期不超过SLB的周期,
以便观察到一个完整的帧信号),CH2接PCM B OUT,观察编码后的数据与时隙同步信号的关系。
当采用集群方式时:将示波器CH1接SL0,(示滤波器扫描周期不超过SL0的周期,
以便观察到一个完整的帧信号),CH2分别接SLA、PCM A OUT、SLB、PCM B OUT以及PCM_OUT,观察编码后的数据所处时隙位置与时隙同步信号的关系以及PCM信号的帧结构(注意:本实验的帧结构中有29个时隙是空时隙,SL0、SLA及SLB的脉冲宽度等于一个时隙宽度)。开关S2分别接通SL1、SL2、SL3、SL4,观察PCM基群帧结构的变化情况。
5. 用示波器观察PCM译码输出信号
示波器的CH1接STA,CH2接SRA,观察这两个信号波形是否相同(有相位差)。
示波器的CH1接STB,CH2接SRB,观察这两个信号波形是否相同(有相位差)。
6. 用示波器定性观察PCM编译码器的动态范围。
将低失真低频信号发生器输出的1KHZ正弦信号从STA-IN输入到MC145503编码器。示波器的CH1接STA(编码输入),CH2接SRA(译码输出)。将信号幅度分别调至大于5VP-P、等于5VP-P,观察过载和满载时的译码输出波形。再将信号幅度分别衰减10dB、20dB、30dB、40dB、45dB,观察译码输出波形。
篇二:pcm编译码实验报告
项目二
实验十一 PCM编译码实验
一、 实验目的
1. 掌握PCM编码原理。
2. 掌握PCM基带信号的形成过程及分接过程。
3. 掌握语音信号PCM编译码系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
二、 实验仪器
1. 双踪示波器一台
2. 通信原理VI型实验箱一台
3. M3:PCM与ADPCM编译码模块和M6数字信号源模块
4. 麦克风和扬声器一套
三、 实验原理及基本内容
1.点到点PCM多路电话通信原理
脉冲编码调制(PCM)技术与增量调制(△M)技术已经在数字通信系统中得到广泛应用。当信道噪声较小时一般用PCM,否则一般用△M。目前速率在155MB以下的准同步数字系列(PDH)中,国际上存在A律和u律两种编译码标准系列,在155MB以上的同步数字系列(SDH)中,将这两个系列统一起来,在同一个等级上两个系列的码速率相同,而△M在国际上无统一标准,但它在通信环境比较恶劣时显示了巨大的优越性。
点到点PCM多路电路通信原理可用11—1表示。对于基带通信系统,广义信道包括传输媒质、收滤波器、发滤波器等。对于频带系统,广义信道包括传输媒质、调制器、解调器、发滤波器、收滤波器等。
本实验模块可以传输两路话音信号。采用MC145503编译器,它包括了图11—1中的收、发低通滤波器及PCM编译码器。编码器输入信号可以是本实验系统内部产生的正弦信号,也可以是外部信号源的正弦信号或电话信号。本实验模块中不含电话机和混合电路,广义信道时理想的,即将复接器输出的PCM信号直接送给分接器。
2.PCM编译模块原理
本模块的原理方框图及电路图如图11-2及图11-3所示。
BSPCM基群时钟信号(位同步)测试点
SL0 PCM基群第0个时隙同步信号
SLA 信号A的抽样信号及时隙同步信号测试点
SLB 信号B的抽样信号及时隙同步信号测试点
SRB 信号B译码输出信号测试点
STA输入到编码器A的信号测试点
STB输入到编码器B的信号测试点
PCM_OUTPCM基群信号输出点
PCM_IN PCM基群信号输入点
PCM A OUT 信号A编码结果输出点
PCM B OUT 信号B编码结果输出点
PCM A IN 信号A编码结果输入点
PCM B IN 信号B编码结果输入点
本模块上有S2这个拔码开关,用来选择SLB信号为时隙同步信号SL1、SL3、SL5、SL6中的任一个。
图11-2各单元与图11-3中的元器件之间的对应关系如下:
晶振 X1:4.096MHZ晶振
分频器1/2U1:74LS193; U6: 74HC4060
抽样信号产生器 U5:74HC73; U2:74HC164
PCM编译器A U10:PCM编译码集成电路MC145503
PCM编译器B U11:PCM编译码集成电路MCL45503
帧同步信号产生器 U3:8位数据产生器74HC151; U4:A:与门7408
复接器U9:或门74LS32
晶振、分频器1、分频器2及抽样信号(时隙同步信号)产生器构成一个定时器,为两个PCM编译码提供2.048MHZ的时钟信号和8KHZ的时隙同步信号。在实际通信系统中,译码器的时钟信号(即位同步信号)及时隙信号(即帧同步信号)应从接收到的数据流中提取,方法如实验五及实验六所述。此处将同步器产生的时钟信号及时隙同步信号直接送给译码器。
由于时钟频率为2.048MHZ,抽样频率为8KHZ,故PCM-A及PCM-B的码速率都是2.048MB,一帧中有32个时隙,其中一个时隙为PCM编码数据,另外31个时隙都是空时隙。
PCM信号码速率也是2.048MB,一帧中的32个时隙有29个是空时隙,第0个时隙为帧同步码(X1110010)时隙,第2个时隙为信号A的时隙,第1(或第3、第5、或第6—由拔码开关S2控制)时隙为信号B的时隙。
本实验产生的PCM信号类似于PCM基群信号,但第16个时隙没有信令信号,第0时隙中的信号与PCM基群的第0时隙的信号也不完全相同。
由于两个PCM编译码器用同一个时钟信号,因而可以对他们进行同步复接。又由于两个编码器输出数据处于不同时隙,故可对PCM-A和PCM-B进行线或。本模块中用或门74LS32对PCM-A、PCM-B及帧同步信号进行复接。在译码之前,不需要对PCM进行分接处理,译码器的时隙同步信号实际上起到了对信号的分路作用。
在通信工程中,主要用动态范围和频率特性来说明PCM编译码器的性能。
动态范围的定义是译码器输出信噪比大于25db时允许编码器输入信号幅度的变化范围。PCM编译码器的动态范围应大于图11-6所示的CCITT建议框架。
当编码器输入信号幅度超过其动态范围时,出现过载噪声,故编码输入信号幅度超过大时量化信噪比急剧下降。MC145503编译码系统输入信号的最大幅度为5V。
由于采用对数压扩技术,PCM编译码系统可以改善小信号的信噪比,MC145503可采用A律13折线对信号进行压扩。当信号处于某一段时,量化噪声不变,因此在同一段落内量化噪声比随信号幅度减小而下降。13折线压扩特性曲线将正负信号分为8段,第1段信号最小,第8段信号最大。当信号处于第一,二段时,量化噪声不随信号幅度变化,因此噪声不随信号幅度变化,因此信号太小时,量化信噪比会小于25db,这是动态范围的下限。MC145503编译码系统动态范围内输入信号最小幅度约为0.025Vpp。
常用1KHZ的正弦信号作为输入信号来测量PCM编译码器的动态范围。
语音信号的抽样信号频率为8KHZ,为了不发生频谱混叠,常将语音信号经截止频率为3.4khz的低通滤波器处理后在进行A/D处理。语音信号的最低频率一般为300hz。MC145503编码器的低通滤波器和高通滤波器决定了编译码系统的频率特性,当输入信号频率超过这两个频率范围时,译码输出信号幅度迅速下降。这就是PCM编译码系统频率特性的含义。
四、 实验步骤
1. 实验连线
关闭系统电源,进行如下连接:
3. 用示波器观察STA、STB,将其幅度调至2V。
4. 用示波器观察PCM编码输出信号。
当采用非集群方式时:
测量A通道时:将示波器CH1接SLA,CH2接PCM A OUT,观察编码后的数据与时隙同步信号的关系。
测量B通道时:将示波器CH1接SLB,CH2 接PCM B OUT,观察编码后的数据与时隙同步信号的关系。
当采用非集群方式时:将示波器CH1接SL0,CH2分别接SLA、PCM A OUT、SLB、PCM B OUT以及PCM_OUT,观察编码后的数据所处时隙同步信号的关系以及PCM信号的帧结构。开关分别接通SL1、SL2、SL3、SL4观察PCM基群帧结构的变化情况。
5.用示波器观察PCM译码输出信号
示波器的CH1接STA,CH2接SRA,观察这两个信号波形是否相同(相位差)。 示波器的CH1接STB,CH2接SRB,观察这两个信号波形是否相同(相位差)。
6.用示波器定性观察PCM编译码器的动态范围。
将低失真频信号发生器输出的1khz正弦信号从STA-IN输入到MC145503编码器。示波器的CH1接STA,CH2接SRA。将信号幅度分别调至大于5Vpp、等于5Vpp,观察过载和满载时的译码输出波形。在将信号幅度分别减至10db、20db、30db、40db、45db、50db,观察译码输出波形。
7.两人通话实验
本模块提供两个人的通话信道。由于麦克风输出的信号幅度比较小,需放大到2Vpp左右再由STA和STB输入到两个编码器。译码器输出信号由SRA和SRB输出,将幅度较大,需衰减到适当值后再送给扬声器。
在话筒输入放大电路中,可以通过调整可调电阻R18来改变输出增益。
在语音输出放大电路中,可以通过调整可调电阻R12和R22来改变输出音量。 在实验时,只需将话筒输出信号从MIC_OUT端口连接到STA,再将译码后的语音信号从SRA连接到MIC_IN即可,但需将STA或STB端口的原有连接去除。
五、 实验记录与分析
1.用示波器观察STA、STB,将其幅度调至2V。
实验中,从示波器中可以读出,输入编码器的信号频率存在fA=fB,且频率等于1Khz,幅度等于2V。
2. 用示波器观察PCM编码输出信号。
分析如下:
SL0是PCM基群的'时隙同步信号,信号A,B信号插入到相应的时隙,编码输出的位置仍在相应的时隙。编码输出总会延迟与输入。其中第2个时隙是A信号,2,5,7时隙
篇三:32路PCM帧结构
为了提高通信系统信道的利用率,话音信号的传输往往采用多路复用通信的方式。这里所谓的多路复用通信方式通常是指:在一个信道上同时传输多个话音信号的技术,有时也将这种技术简称为复用技术。复用技术有多种工作方式,例如频分复用、时分复用以及码分复用等。
频分复用是将所给的信道带宽分割成互不重叠的许多小区间,每个小区间能顺利通过一路信号,在一般情况下可以通过正弦波调制的方法实现频分复用。频分复用的多路信号在频率上不会重叠,但在时间上是重叠的。
时分复用是建立在抽样定理基础上的。抽样定理使连续(模拟)的基带信号有可能被在时间上离散出现的抽样脉冲值所代替。这样,当抽样脉冲占据较短时间时,在抽样脉冲之间就留出了时间空隙,利用这种空隙便可以传输其他信号的抽样值。因此,这就有可能沿一条信道同时传送若干个基带信号。
码分复用是一种以扩频技术为基础的复用技术,在第九章中将详细地进行介绍。
在这部分中,将在分析时分复用(TDM)技术的基础上,研究并说明PCM时分多路数字电话系统的原理和相关参数。
6.3.1 PAM时分复用原理
为了便于分析时分复用(TDM)技术的基本原理,这里假设有3路PAM信号进行时
分多路复用,其具体实现方法如图6-27所示:
图6-27 3路PAM信号时分复用原理方框图
从图6-27可以看到,各路信号首先通过相应的低通滤波器,使输入信号变为带限信号。然后再送到抽样开关(或转换开关),转换开关(电子开关)每秒将各路信号依次抽样一次,这样3个抽样值按先后顺序错开纳入抽样间隔之内。合成的复用信号是3个抽样消息之和,如图6-28所示。由各个消息构成单一抽样的一组脉冲叫做一帧,一帧中相邻两个抽样脉冲之间的时间间隔叫做时隙,未能被抽样脉冲占用的时隙部分称为防护时间。
图6-28 3路时分复用合成波形
多路复用信号可以直接送入信道传输,或者加到调制器上变换成适于信道传输的形式后再送入信道传输。
在接收端,合成的时分复用信号由分路开关依次送入各路相应的重建低通滤波器,恢复出原来的连续信号。在TDM中,发送端的转换开关和接收端的分路开关必须同步。所以在发端和收端都设有时钟脉冲序列来稳定开关时间,以保证两个时钟序列合拍。
根据抽样定理可知,一个频带限制在范围内的信号,最小抽样频率值为2,这时就可利用带宽为的理想低通滤波器恢复出原始信号来。对于频带都是的N路复用信号,它们的独立抽样频率为,如果将信道表示为一个理想的低通形式,则为了防止组合波形丢失信息,
传输带宽必须满足
6.3.2 时分复用的PCM系统(TDM—PCM)
PCM和PAM的区别在于PCM要在PAM的基础上经过量化和编码,把PAM中的一个抽样值量化后编为k位二进制代码。图6-29表示一个只有3路PCM
复用的方框图。
图6-29 3路时分复用PCM原理方框图
6-29 (a)表示发端原理方框图。话音信号经过放大和低通滤波后得到
、和,再经过抽样得到3路PAM信号、和,它们在
时间上是分开的,由各路发送的定时取样脉冲进行控制,然后将3路PAM信号一起加到量化和编码器内进行量化和编码,每个PAM信号的抽样脉冲经量化后编为k位二进制代码。编码后的PCM代码经码型变换,变为适合于信道传输的码型(例如HDB3码),最后经过信道传到接收端。
图6-29 (b)为接收端的原理方框图。当接收端收到信码后,首先经过码型变换,然后加到译码器进行译码。译码后得到的是3路合在一起的PAM信号,再经过分离电路把各路PAM信号区分开来,最后经过放大和低通滤波还原为话音信号。
TDM—PCM的信号代码在每一个抽样周期内有个,这里N表示复用路数,k
表示每个抽样值编码的二进制码元位数。因此,二进制码元速率可以表示为,也就是。但实际码元速率要比大些。因为,在PCM数据帧当中,除了话音信号的代码以外,还要加入同步码元、振铃码元和监测码元等。
6.3.3 32路PCM的帧结构
对于多路数字电话系统,国际上已建议的有两种标准化制式,即PCM 30/32路(A律压扩特性)制式和PCM 24路(μ律压扩特性)制式,并规定国际通信时,以A律压扩特性为准(即以30/32路制式为准),凡是两种制式的转换,其设备接口均由采用μ律特性的国家负责解决。因此,我国规定采用PCM 30/32路制式,其帧和复帧结构如图6-30所示。
图6-30 PCM 30/32路帧和复帧结构
从图6-30中可以看到,在PCM 30/32路的制式中,一个复帧由16帧组成;一帧由32个时隙组成;一个时隙为8位码组。时隙l~15,17~3l共30个时隙用来作话路,传送话音信号,时隙0(TS0)是“帧定位码组”,时隙16(TS16) 用于传送各话路的标志信号码。
从时间上讲,由于抽样重复频率为8000Hz,因此,
抽样周期为,这也就是PCM 30/32的帧周期;一复帧由16个帧组成,这样复帧周期为2ms;一帧内要时分复用32路,则每路占用的时隙为;每时隙包含8位码组,因此,每位码元占488ns。
从传码率上讲,也就是每秒钟能传送8000帧,而每帧包含32×8=256bit,因此,总码率为256比特/帧×8000帧/秒=2048kb/s。对于每个话路来说,每秒钟要传输8000个时隙,每个时隙为8bit,所以可得每个话路数字化后信息传输速率为8×8000=64kb/s。
从时隙比特分配上讲,在话路比特中,第l比特为极性码,第2~4比特为段落码,第5~8比特为段内码。对于TS0和TS16时隙比特分配将分别予以介绍。 TS0时隙比特分配。为了使收发两端严格同步,每帧都要传送一组特定标志的帧同步码组或监视码组。帧同步码组为“0011011”,占用偶帧TS0的第2~8码位。第l比特供国际通信用,不使用时发送“1”码。在奇帧中,第3位为帧失步告警用,同步时送“0”码,失步时送“1”码。为避免奇TS0的第2~8码位出现假同步码组,第2位码规定为监视码,固定为“1”,第4~8位码为国内通信用,目前暂定为“1”。
TS16时隙用于传送各话路的标志信号码,标志信号按复帧传输,即每隔2ms传输一次,一个复帧有16个帧,即有16个“TS16时隙”(8位码组)。除了F0之外,其余Fl~F15用来传送30个话路的标志信号。如图6-29所示,每帧8位码组可以传送2个话路的标志信号,每路标志信号占4个比特,以a、b、c、d表示。TS16时隙的F0为复帧定位码组,其中第一至第四位是复帧定位码组本身,编码为“0000”,第六位用于复帧失步告警指示,失步为“l”;同步为“0”,其余3比特为备用比特,如不用则为“l”。需要说明的是标志信号码a、b、c、d不能为全“0”,否则就会和复帧定位码组混淆了。
6.3.4 PCM的高次群
目前我国和欧洲等国采用PCM系统,以2048kb/s传输30/32路话音、同步和状态信息作为一次群。为了能使如电视等宽带信号通过PCM系统传输,就要求有较高的码率。而上述的PCM基群(或称一次群)显然不能满足要求,因此,出现了PCM高次群系统。
在时分多路复用系统中,是由若干个低次群通过数字复用设备汇总而成的。对于PCM 30/32路系统来说,其基群的速率为2048kb/s。其二次群则由4个基群汇总而成,速率为8448kb/s,话路数为4×30=120话路。对于速率更高、路数更多的三次群以上的系统,目前在国际上尚无统一的建议标准。作为一个例子,图6-31介绍了欧洲地区采用的各个高次群的速率和话路数。我国邮电部也对PCM高次群作了规定,基本上和图6-31相似,区别只是我国只规定了一次群至四次群,没有规定五次群。
PCM系统所使用的传输介质和传输速率有关。基群PCM的传输介质一般采用
市话对称电缆,也可以在市郊长途电缆上传输。基群PCM可以传输电话、数据或1MHz可视电话信号等。
二次群速率较高,需采用对称平衡电缆,低电容电缆或微型同轴电缆。二次群PCM可传送可视电话、会议电话或电视信号等。
三次群以上的传输需要采用同轴电缆或毫米波波导等,它可传送彩色电视信号。
图6-31 PCM的高次群
目前传输媒介向毫米波发展,其频率可高达30~300GHz。例如地下波导线路传输,速率可达几十吉比特/秒(Gb/s),可开通30万路PCM话路。采用光缆、卫星通信则可以得到更大的话路数量。



