《电子技术应用》
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基于Max+PlusⅡ的PCM30/32路系统仿真
现代电子技术
刘小群 宝鸡文理学院
摘要: 摘要:PCM是将模拟信号变换成数字信号的常用方法。为了研究PCM30/32路系统的发端时序与帧结构,采用Max+PlusⅡ设计出了该系统的电路图,并在Max+PlusⅡ中对该电路进行了仿真。仿真结果表明,PCM30/32路系统共包含3
Abstract:
Key words :

摘要:PCM是将模拟信号变换成数字信号的常用方法。为了研究PCM30/32路系统的发端时序与帧结构,采用Max+PlusⅡ设计出了该系统的电路图,并在Max+PlusⅡ中对该电路进行了仿真。仿真结果表明,PCM30/32路系统共包含32路信息,其中包含30路话音信号和两路同步信息,每一路信息可以由D1~D8八位PCM编码表示。该软件使用简单,操作灵活,支持的器件多,设计输入方法灵活。
关键词:PCM;Max+PlusⅡ;帧结构;时序

    在通信技术中为了获取最大的经济效益,就必须充分利用信道的传输能力,扩大通信容量。因此,采取多路化制式是极为重要的通信手段。最常用的多路复用体制是频分多路复用(FDM)通信系统和时分多路复用(TDM)通信系统。频分多路技术是利用不同频率的正弦载波对基带信号进行调制,把各路基带信号频谱搬移到不同的频段上,在同一信道上传输。而时分多路系统中则是利用不同时序的脉冲对基带信号进行抽样,把抽样后的脉冲信号按时序排列起来,在同一信道中传输。频分多路复用主要用于模拟通信系统,时分多路复用常用于数字通信。码分复用(CDMA)用于移动通信。

1 EDA技术
    EDA(电子线路设计自动化)是以计算机为工作平台、以硬件描述语言(VHDL)为设计语言、以可编程器件(CPLD/FPGA)为实验载体、以ASI-C/SOC芯片为目标器件,进行必要的元件建模和系统仿真的电子产品自动化设计过程。EDA是电子设计领域的一场革命,它源于计算机辅助设计,计算机辅助制造、计算机辅助测试和计算机辅助工程。利用EDA工具,电子设计师从概念,算法、协议开始设计电子系统,从电路设计,性能分析直到IC版图或PCB版图生成的全过程均可在计算机上自动完成。EDA代表了当今电子设计技术的最新发展方向,其基本特征是设计人员以计算机为工具,按照自顶向下的设计方法,对整个系统进行方案设计和功能划分,由硬件描述语言完成系统行为级设计,利用先进的开发工具自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局布线、仿真及特定目标芯片的适配编译和编程下载,这被称为数字逻辑电路的高层次设计方法。EDA技术的主要特征作为现代电子系统设计的主导技术,EDA具有以下几个明显特征:
    (1)用软件设计的方法来设计硬件;
    (2)基于芯片的设计方法;
    (3)自动化程度高;
    (4)自动进行产品直面设计。

2 PCM发端时序与帧结构
    对于语音信号,CCITT规定,PCM的抽样率为8 kHz,即在1 s内信息可分成8K个帧。每帧的周期为125μs,在每个帧周期内,安插有32路时隙,分别用TS0~TS31表示,其中TS0作为帧同步时隙,用来传送帧同步码组和帧失步对告码,TS16用来传送复帧同步信号,复帧失步对告及各路信道信号,另外30路时隙用来传送30路话音信号,每个时隙可以插入8位二进制信息码(即每时隙含8 b信息码,由PCM编码器完成)。另外,每16帧构成1个复帧,即1个复帧中有16个子帧(编号为F0,F1,…,F15),其中F0,F2,…,F14为偶帧,F1,F3,…,F15为奇帧,以上的帧构成PCM30/32路基群系统。PCM的帧结构如图1所示。

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    根据以上帧结构PCM30/32系统的码速率为:
    Fs=8K×32×8=2.048 Mb/s
    以上帧结构的同步码及信令比特如下:
    (1)偶帧(F0,F2,…,F14)的TS0用于传送帧同步码,码型为0011011。
    (2)奇帧(F1,F3,…,F15)的TS0中的1 b用于传送帧失步码。当帧同步时,A1=1,失步时A1=0,其他比特为国内通信用。
    (3)每一子帧TS0的第一比特用于CRC校验,不用时固定发“1”。
    (4)TS1~TS15及TS17~TS31共30个时隙用于传送第1路至第30路信息信号。
    (5)TS16用于传送复帧同步信号、复帧失步信号及各路信道(挂机、占线等)信号。
    由PCM的帧结构可知,PCM基群的时序是时钟及帧时序发生器控制的,其原理框图如图2所示。图中的PCM编码由单片PCM编码器完成,码型变换器即NRZ码-HDB3码变换器。将变换后的双极性信码送到数字调制器或多路基群复接器,复接成高次群后送到数字调制设备或光通信设备。

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3 仿真结果
    打开PC机界面Max+PlusⅡ软件,输入图3所示的电路图;选菜单File\Project\Set Project to Current File,然后选菜单Max+plus-Ⅱ\complier编辑当前图形文件;仿真电路,记录电路仿真波形(仿真参数为grid size=2.4μs;End time=100 ms)。仿真结果如图4,图5所示。

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    由图4,图5可以看出,该仿真结果包含F0,F1,F2三帧信息,每帧包含ch1~ch30共30路信息,每一路信息可以由D1~D8八位PCM编码表示。

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4 结论
    本文利用Max+PlusⅡ软件对PCM30/32路系统的发送端时序与帧结构进行了仿真,由仿真结果可以清楚地发现该系统发端时序的规律,该软件使用简单,操作灵活,支持的器件多,设计输入方法灵活多变。
 

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