通信原理实验指导书.doc

西南交通大学硕士研究生学位论文 第 II 页电 工 电 子 实 验 中 心实 验 指 导 书通信原理实验教程二九年三月高等学校电工电子实验系列通信原理实验教程主编 黄昆 冯鹄攀枝花学院电气信息工程学院电工电子实验中心45内 容 简 介内 容 简 介本书是根据高等院校理工科本（专）科的通信原理实验课程的基本要求编写的。全书共包括8个实验，分别是：AM调制与解调实验、FM调制与解调实验、ASK调制与解调实验、FSK调制与解调实验、时分复用数字基带传输实验、光纤通信综合实验、PCM综合实验、DM综合实验。附录为实验参考结果。本书可作为我校电类和非电类专业本科生、专科生实验教学及课程设计用书，还可作为从事通信工程技术人员的参考书。前 言前 言通信原理是通信技术领域中最基础的一门课程。通过配套的通信原理实验，可以更好地理论联系实际，深入理解和掌握好通信原理知识，这对于从事通信相关专业的技术人员来说，具有相当重要的意义。全书共包括8个实验，分别是：AM调制与解调实验、FM调制与解调实验、ASK调制与解调实验、FSK调制与解调实验、时分复用数字基带传输实验、光纤通信综合实验、PCM综合实验、DM综合实验。附录为实验参考结果。通过以上实验的学习，进一步巩固和加深学生对基本理论知识的理解，提高综合应用所学知识、独立分析问题、解决问题的能力。学生在实验前应做好预习，上课严格按照实验步骤认真完成实验内容，独立撰写实验报告，准确分析实验结果，得出实验结论。全书由攀枝花学院电气信息工程及电工电子省级实验示范中心黄昆、冯鹄老师主编。由于作者水平有限，时间仓促，书中错误之处在所难免，恳请广大师生及读者提出宝贵意见及建议（电子邮箱：）。 编 者 2009年3月于攀枝花实验五 时分复用数字基带传输实验目 录实验一 AM调制与解调实验1实验二 FM调制与解调实验3实验三 ASK调制与解调实验5实验四 FSK调制与解调实验7实验五 时分复用数字基带传输实验9实验六 光纤通信（综合实验）12实验七 PCM实验（综合实验）16实验八 DM实验（综合实验）21附录A 实验参考结果26参考文献38实验一 AM调制与解调实验实验一 AM调制与解调实验一、实验目的 理解AM调制方法与解调方法。二、实验原理本实验中AM调制方法：原始调制信号为1.5V直流1KHZ正弦交流信号，载波为20KHZ正弦交流信号，两者通过相乘器实现调制过程。本实验中AM解调方法：非相干解调（包络检波法）。三、实验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机（含数据采集硬件和软件）。四、实验步骤1设置调制板参数： 2熟悉实验所需部件，按下图接线。3用示波器（或计算机中虚拟示波器）分别测出上图所示几个点的波形，并分别绘制于下面各图中。4结合上述实验结果深入理解AM调制方法与解调方法。实验二 FM调制与解调实验实验二 FM调制与解调实验一、实验目的 理解FM调制方法与解调方法。二、实验原理本实验中FM调制方法：原始调制信号为2KHZ正弦交流信号，让其通过V/F（电压/频率转换，即VCO压控振荡器）实现调制过程。本实验中FM解调方法：鉴频法（电容鉴频包络检波低通滤波）三、实验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机（含数据采集硬件和软件）。四、实验步骤1设置调制板参数：2熟悉实验所需部件，按下图接线。3用示波器（或虚拟示波器）分别测出上图所示几个点的波形，并绘制于下面各图中。4结合上述实验结果深入理解FM调制方法与解调方法。实验三 ASK调制与解调实验实验三 ASK调制与解调实验一、实验目的 理解ASK调制方法与解调方法。二、实验原理本实验中ASK调制方法：键控法（原始数字信号采用250Hz方波信号代替，载波为2kHz正弦交流信号，利用方波信号切换开关电路实现调制过程。本实验中ASK解调方法：非相干解调（包络检波法）。三、实验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机（含数据采集硬件和软件）。四、实验步骤1设置调制板参数：2熟悉实验所需部件，按下图接线。3用示波器（或虚拟示波器）分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面各图中。4结合上述实验结果深入理解ASK调制方法与解调方法。实验四 FSK调制与解调实验实验四 FSK调制与解调实验一、实验目的 理解FSK调制方法与解调方法。二、实验原理本实验中FSK调制方法：键控法（原始数字信号采用250Hz方波信号代替，载波分别为2kHz和1kHz正弦交流信号，利用方波信号切换开关电路实现调制过程。本实验中FSK解调方法：PLL电路+低通滤波抽样判决器。三、实验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机（含数据采集硬件和软件）。四、实验步骤1设置调制板参数： 2. 设置解调板参数：U/f转换器（VCO）开关打到FSK位置。3. 熟悉实验所需部件，按下图接线。4用示波器（或虚拟示波器）分别测出上图所示几个点的波形，并绘制于下面各图中。5结合上述实验结果深入理解FSK调制方法与解调方法。实验五 时分复用数字基带传输实验实验五 时分复用数字基带传输实验一、实验目的 掌握时分复用数字基带通信系统的基本原理及数字信号传输过程。二、实验原理本实验用数字信源模块、数字终端模块、位同步模块及帧同步模块连成一个理想信道时分复用数字基带通信系统，使系统正常工作。用示波器观察分接后的数据信号、用于数据分接的帧同步信号、位同步信号。三、实验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机（含数据采集硬件和软件）四、实验步骤1熟悉实验所需部件。2按下图接线。3用示波器（或虚拟示波器）分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面各图中。4结合上述实验结果深入理解PCM调制方法与解调方法。实验六 光纤通信（综合实验）实验六 光纤通信（综合实验）一、实验目的掌握抽样定理，了解时分复用原理，理解光纤的基本原理及传输过程。二、实验原理本实验用PCM调制及解调板、光通信发射及接收板、光纤通信模块组成音乐光纤传输通信系统，使系统正常工作。用示波器观察各测试信号。三、实验所需部件调制板、解调板、发射板、接收板、光纤通信模块、示波器、计算机（含数据采集硬件和软件）。四、实验步骤1熟悉实验所需部件。2按下图接线。3用示波器（或虚拟示波器）分别测出上图所示几个点的波形，并绘制于下面各图中。4结合上述实验结果深入理解光纤传输方法。实验七 PCM实验（综合实验）实验七 PCM实验（综合实验）（一）一种传输正弦信号的PCM系统一、实验目的理解PCM的基本原理及传输过程。二、实验原理PCM译码器的D/A将收到的代码转换为相应的电压值。因为在调制器中并非信息每一时刻值都能被采样和转换，所以D/A转换器的输出会产生梯形状电压，原始信息可以被随后的低通滤波器恢复。三、实验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机（含数据采集硬件和软件）。四、实验步骤1. 设置调制板参数： 2. 设置示波器参数： 3. 熟悉下图各部件，按图所示连接一个PCM传输系统。4. 用示波器（或虚拟示波器）测量Uout1和Uout2的电压，在下图画出对应的波形图。（二）PCM量化噪声一、实验目的理解PCM噪声的处理方法。二、实验原理在PCM中，模拟信号被分为多个固定的量化间隔，导致了输入信号和输出信号之间的偏差，偏差的大小取决于量化级别的多少。这个偏差可视为实际和量化之间的差异，被称为量化噪声。两个具有相反相位的同等信号，当它们相叠加时，信号会互相抵消。如果其中一种的信号形状略偏离另一种，两种信号的差别量化噪声就一定能够在输出端进行测量，这个任务可以在解调板得以实现。为了产生一个与相位相反的信号，低通滤波器与调相器一起组合使用。三、实验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机（含数据采集硬件和软件）。四、实验步骤1. 设置调制板值：；调整直流电压；调整电位器使与振幅相同。2. 设置解调板值：调整相位器使与相位相反。3. 熟悉下图各部件，按图连接系统。4. 用示波器（或虚拟示波器）测量所产生的量化噪声和电压，在下图画出电压波形。5. 进一步测量5位传输和2位传输，分别在下面两个图中画出电压波形（注意A/D转换器输出的未使用的位必须短路到地）。实验八 DM实验（综合实验）实验八 DM实验（综合实验）（一）DM信号解调一、实验目的理解DM（M）的基本原理及调制解调方法。二、实验原理DM信号的解调可以通过积分器来完成。实验任务是对上升或下降电压中具有相同极性的传输脉冲积分，因此积分时间常数大小必须相适应，最后通过低通滤波器得到平滑的积分器输出信号。三、实验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机（含数据采集硬件和软件）。四、实验步骤1. 设置调制板参数：2. 设置解调板参数：积分器开关打到档；使用独立开关低通滤波器。3. 熟悉下图各部件，按图连接系统。4. 用示波器（或虚拟示波器）分别测出上图所示几个点的波形，并绘制于下面各图中。（二）利用PSK进行DM信号传输一、实验目的理解DM信号PSK传输方法。二、实验原理DM信号需要一个大的带宽来传输，采用数字调制技术可以减少带宽。本实验采用PSK技术来实现DM信号的传输，建立一个可以处理DM号调制与解调的PSK调制器。增量调制电压UDM可采用RZ(归零)格式，电压在正负脉冲之间始终返回为零值。然而，调制板上的PSK调制器不能处理的三种不同信号（正电压、负电压和0）。因此，DM信号必须被转换成一个只有两种状态的信号。本次实验利用限幅放大器，形成了NRZ(不归零)格式信号。三、实验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机（含数据采集硬件和软件）。四、实验步骤1. 设置调制板参数： 2. 设置解调板参数：积分器开关打到档；使用独立开关低通滤波器。3. 熟悉下图各部件，按图连接系统。4. 用示波器（或虚拟示波器）分别测出上图所示几个点的波形，并绘制于下面各图中。附 录附录A 实验参考结果实验一参考结果实验二参考结果实验三参考结果实验四参考结果实验五参考结果实验六参考结果实验七参考结果实验八参考结果参考文献参考文献1 樊昌