通信原理V型实验指导(北京信息)

1、通信原理教学实验系统RC-TXYL-实验指导书北京百科融创教学仪器设备有限公司实验一 数字信号源实验一、 实验目的1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。2、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。3、掌握数字信号源电路组成原理。二、 实验内容1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、帧同步信号（FS）、位同步时钟（BS）。2、用示波器观察NRZ、FS、BS三信号的对应关系。图1-2 帧结构 图1-5 FS、NRZ-OUT波形三、实验步骤1、打开电源总开关及模块电源开关。 2、用同轴电缆线将FS输出（数字信号源模块右边留有FS同轴电缆线接口）与示波器外同步信号输入

2、端（EXT TRIG）相连接，把FS作为示波器的外同步信号，进行下列观察：（1） 示波器的两个通道探头分别接NRZ-OUT和BS-OUT，对照光栅的状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄）；（2） 用拨码开关K1(数字信号源模块三个拨码开关从左到右依次为K1-K3)产生代码×1110010（×为任意代码，1110010为7位帧同步码），K2、K3产生任意信息代码，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和NRZ码特点。实验二 数字调制实验一、实验目的1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。2、掌握用键控法产生2ASK

3、、2FSK、2PSK、2DPSK信号的方法。3、掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系。4、了解2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。二、实验内容1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。2、用示波器观察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形。3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱。图2-1 数字调制方框图 本单元有以下测试点及输入输出点：· BS-IN位同步信号输入点· NRZ-IN数字基带信号输入点· CAR2DPSK信号载波测试

4、点· AK绝对码测试点（与NRZ-IN相同）· BK相对码测试点· 2DPSK（2PSK）-OUT2DPSK（2PSK）信号测试点/输出点，VP-P>0.5V· 2FSK-OUT2FSK信号测试点/输出点，VP-P>0.5V· 2ASK-OUT2ASK信号测试点，VP-P>0.5V三、实验步骤1、熟悉数字信源单元及数字调制单元的工作原理。2、连线：数字调制单元的CLKIN、BSIN、NRZIN分别连至信源单元CLKOUT、BSOUT、NRZOUT。打开电源开关和模块电源开关。3、用数字信源模块的FS信号作为示波器的外同步信号，

5、示波器CH1接AK，CH2接BK，信源模块的KS1、KS2、KS3置于任意状态（非全0），观察AK、BK波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律。4、示波器CH1接2DPSK-OUT，CH2分别接AK及BK，观察并总结2DPSK信号相位变化与绝对码的关系以及2DPSK信号相位变化与相对码的关系（此关系即是2PSK信号相位变化与信源代码的关系）。注意：2DPSK信号的幅度可能不一致，但这并不影响信息的正确传输。5、示波器CH1接AK、CH2依次接2FSK-OUT和2ASK-OUT；观察这两个信号与AK的关系。注意：“1”码与“0”码对应的2FSK信号幅度可能不相等，这对传输

6、信息是没有影响的。6、用频谱议观察AK、2ASK、2FSK、2DPSK信号频谱（条件不具备时不进行此项观察）。应该注明的是：由于示波器的原因，实验中可能看不到很理想的2FSK、2DPSK波形。实验三 2ASK、2FSK数字解调恢复实验一、实验目的1、掌握2ASK过零检测解调原理。2、掌握2FSK过零检测解调原理。二、实验内容1、用示波器观察2ASK过零检测解调器各点波形。2、用示波器观察2FSK过零检测解调器各点波形。 2FSK解调模块上有以下测试点及输入输出点： · 2FSK-IN 2FSK信号输入点/测试点 · BS-IN 位同步信号输入点 · FD 2FSK

7、过零检测输出信号测试点 · LPF 低通滤波器输出点/测试点 · NRZ（B） 位同步提取输出测试点 · NRZOUT 解调输出信号的输出点/测试点 3、用数字信源、数字终端、数字调制、2FSK解调、位同步及帧同步等六个模块，构成一个理想信道时分复用2FSK通信系统并使之正常工作。三、实验连线图2ASK 数字解调恢复综合实验数字调制模块数字信源模块数字2FSK解调模块BS-out BS-in数字终端模块 NRZ-in BS-in FS-in NRZ-out NRZ-in NRZ-out Clk-out CLK-in 2ASK-out 2FSK-in BS-in N

8、RZ(B) Data-in BS-out 数字锁相环及位同步恢复模块 NRZ-in FS-out BS-in 帧同步恢复模块 （Data-in BS-out选择右边模拟锁相环）2FSK数字解调恢复综合实验数字调制模块数字信源模块数字2FSK解调模块BS-out BS-in数字终端模块 NRZ-in BS-in FS-in NRZ-out NRZ-in NRZ-out Clk-out CLK-in 2FSK-out 2FSK-in BS-in NRZ(B) Data-in BS-out 数字锁相环及位同步恢复模块 NRZ-in FS-out BS-in 帧同步恢复模块 （Data-in BS-o

9、ut选择右边模拟锁相环）实验四 2DPSK数字解调恢复实验一、实验目的 掌握2DPSK相干解调原理。二、实验内容用数字信源、数字终端、数字调制、2DPSK解调、载波同步、位同步及帧同步等七个模块构成一个理想信道时分复用2DPSK通信系统并使之正常工作。三、实验步骤2DPSK数字解调恢复实验数字终端模块NRZ-in BS-in FS-in数字调制模块数字2DPSK解调模块数字信源模块BS-out BS-in CAR-in NRZ-out NRZ-in NRZ-out Clk-out clk-in BS-in 2DPSK-out NRZ(B) 2DPSK-in CAR-out载波同步恢复 NRZ-

10、in BS-in FS-out帧同步恢复模块 Data-in BS-out 数字锁相环及位同步恢复模块 （Data-in BS-out选择右边模拟锁相环）实验五CMI编译码实验一、实验目的掌握CMI编码/译码原理二、实验内容1、学习CMI编译码原理2、用示波器观察CMI编码结果和译码结果l CCLK 编码时钟输入端l DIN 编码数据输入端l CMIOUT CMI编码结果输出端l DCLK译码时钟输入端l CMIINCMI译码数据输入端l DOUT译码结果输出端/三、实验步骤1、实验连线：CCLK：从数字时钟信号源模块引入一高频时钟，如512K。DIN：从数字时钟信号源模块引入一低频时钟，如1

11、28K。CMIOUT与CMIIN连接。DCLK与CCLK连接。2、用示波器两探头同时观测DIN与CMIOUT端，分析CMI编码规则。3、用示波器两探头同时观测DIN与DOUT端，分析CMI译码结果。四、CMI编码实验接线图 数字时钟信号源 CLK1CCLK DIN CMI-out（编码输出）DCLK CMI-IN Dout（译码输出） CMI编码模块 CLK2CLK2=4CLK1实验六曼彻斯特编译码实验一、实验目的掌握曼彻斯特编码/译码原理二、实验内容1、学习曼彻斯特编译码原理2、用示波器观察曼彻斯特编码结果和译码结果三、实验步骤1、实验连线：CCLK：从数字时钟信号源模块引入一高频时钟，如5

12、12K。DIN：从数字时钟信号源模块引入一低频时钟，如128K。MOUT与MIN连接。DCLK与CCLK连接。2、用示波器两探头同时观测DIN与MOUT端，分析曼彻斯特编码规则。3、用示波器两探头同时观测DIN与DOUT端，分析曼彻斯特译码结果。四、曼彻斯特编码实验接线图 数字时钟信号源 CLK1CCLK DIN M-out（编码输出）DCLK M-IN Dout（译码输出） 曼彻斯特编码模块 CLK2CLK2=4CLK1实验七 差分编译码实验一、实验目的掌握差分编码/译码原理二、实验内容1、学习差分编译码原理2、用示波器观察差分编码结果和译码结果三、实验步骤1、实验连线：CCLK：从数字时钟

13、信号源模块引入一高频时钟，如512K。DIN：从数字时钟信号源模块引入一低频时钟，如128K。DIFFOUT与DIFFIN连接。DCLK与CCLK连接。2、用示波器两探头同时观测DIN与DIFFOUT端，分析差分编码规则。3、用示波器两探头同时观测DIN与DOUT端，分析差分译码结果。差分编码实验 数字时钟信号源 CLK1CCLK DIN DIFF-out（编码输出）DCLK DIFF-IN Dout（译码输出） 差分编码模块 CLK2CLK2=4CLK1实验八 密勒编译码实验一、实验目的掌握密勒编码/译码原理二、实验内容1、学习密勒编译码原理2、用示波器观察密勒编码结果和译码结果三、实验步骤

14、1、实验连线：CCLK：从数字时钟信号源模块引入一高频时钟，如512K。DIN：从数字时钟信号源模块引入一低频时钟，如128K。MILLEROUT与MILLERIN连接。DCLK与CCLK连接。2、用示波器两探头同时观测DIN与MILLEROUT端，分析密勒编码规则。3、用示波器两探头同时观测DIN与DOUT端，分析密勒译码结果。密勒码编码实验 数字时钟信号源 CLK1CCLK DIN miller-out（编码输出）DCLK miller-IN Dout（译码输出） miller编码模块 CLK2CLK2=4CLK1实验九 HDB3编译码通信系统实验一、实验目的1、掌握AMI、HDB3码的编

15、码规则。2、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。二、实验内容1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、三阶高密度双极性码（HDB3）、 整流后的HDB3码。2、用示波器观察从HDB3码中提取位同步信号的电路中有关波形。3、用示波器观察HDB3译码输出波形。三、实验步骤1、实验连线：CCLK：从数字信号源模块引入BS-OUT。DIN：从数字信号源模块引入NRZ-OUT。HDB3OUT与HDB3IN短接。DCLK与位同步模块BS-OUT（两种方式任选其一，如VCO锁相环方式）连接。HDBPN与位同步模块DATA-IN（两种方式任选其一，如VCO锁相环方式）连接。2、用示波器观察HDB3编译

16、单元的各种波形。用信源模块的FS信号作为示波器的外同步信号。（1）示波器的两个探头CH1和CH2分别接NRZ-OUT和HDB3-OUT，将信源模块KS1、KS2、KS3的每一位都置1，观察并记录全1码对应的HDB3码；再将KS1、KS2、KS3置为全0，观察全0码对应的HDB3码。观察时应注意编码输出HDB3比输入NRZ-OUT延迟了4个码元。（2）将KS1、KS2、KS3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000态，观察并记录对应的HDB3码。（3）将KS1、KS2、KS3置于任意状态，CH1接NRZ-OUT，CH2分别接HDBPN、BS-OUT和DOUT ，观察这些信号

17、波形。观察时应注意： · 记录DOUT信号（译码输出）迟后于DIN信号（编码输入）的码元个数。 · HDB3码是占空比等于0.5的双极性归零码，HDBPN是占空比等于0.5的单极性归零码。· 对于AMI码，本实验中若24位信源代码中只有1个“1“码，则无法从AMI码中得到一个符合要求的位同步信号，因此不能完成正确的译码。若24位信源代码全为“0”码，则更不可能从AMI信号（亦是全0信号）得到正确的位同步信号。信源代码连0个数越多，越难于从AMI码中提取位同步信号（或者说要求带通滤波的Q值越高，因而越难于实现），译码输出NRZ越不稳定。而HDB3码则不存在这种问题。

18、四、HDB3编码恢复实验数字终端模块NRZ-in BS-in FS-inHDB3编码模块HDB3译码模块数字信源模块BS-out CCLK NRZ-out DIN D-out HDB3-out HDB3-in DCLK HDB3-PN Data-in BS-out NRZ-in FS-out BS-in 帧同步恢复模块数字锁相环及位同步恢复模块 （Data-in BS-out选择右边模拟锁相环）实验十 M序列发生及眼图观测实验一、实验目的1、 掌握M序列等伪随机码的发生原理。2、 了解伪随机码在通信电路中的作用。3、 掌握眼图的观测二、实验内容1、 测量系统自带的256bit的伪随机码的波形。

19、2、 学习码元多项式，根据多项式设计出具体电路。3、 眼图的示波器观测。三、实验步骤 1、 本实验所用到的实验模块有：数字时钟信号源模块、数字编译码模块、眼图观测模块。2、 实验连线：a) 连接数字时钟信号源的1024K至数字编译码模块的M序列生成部分的时钟输入端；b) 连接数字编译码模块的M序列生成部分的数据输出端M-OUT至眼图观测模块的DATA-IN；3、 依次打开各模块的电源开关和系统电源开关；4、 用示波器观测M序列输出端的波形，调节示波器达到最佳观测效果，并记录下波形；5、 用示波器观测眼图模块的眼图输出端口的波形，调节示波器，使一个眼图刚好充满示波器整个屏幕，记录下波形；6、 调

20、节噪声电位器，观察噪声对眼图的影响，并记录下波形；四、M序列眼图接线图时钟信号1024K EYE-OUT (眼图输出)S-IN 眼图及白噪声模块CLK-INDOUT M序列输出模块7、 clk8、实验十一 AM调制解调通信系统实验一、 实验目的1、 掌握集成模拟乘法器的基本工作原理；2、 掌握集成模拟乘法器构成的振幅调制电路的工作原理及特点。3、 学习调制系数m及调制特性(mUm )的测量方法，了解m<1 和m=1及 m>1时调幅波的波形特点。4、 掌握用集成电路实现同步检波的方法。二、 实验要求1、 预习幅度调制器的有关知识。2、 认真阅读实验指导书，分析实验电路中用1496乘法

21、器调制的工作原理，并分析计算各引脚的直流电压。3、 了解调制系数m的意义及测量方法。4、 分析全载波调幅信号的特点。5、 了解实验电路中各元件作用。6、 复习用集成模拟乘法器构成的同步检波器的工作原理。7、 了解实验电路中各元件作用。8、 了解检波器电压传输系数Kd的意义及测量方法。三、实验电路说明 AM调制与解调低频信号源 信号输出 AM解调模块AM调制模块一 S-IN AM-out AM-in载波信号源 CAR-IN CAR-in CAR-out实验十二 PAM调制解调通信系统实验一、 实验目的1、 熟悉脉冲振幅调制的工作原理2、 加深对抽样定理的理解3、 了解PAM调制与解调电路的基本组

22、成二、 实验内容1、 完成实验电路的搭接。2、 用示波器观察在不同的抽样脉冲、不同的正弦信号下编码输出（PAM）的波形。3、 用示波器观察PAM译码电路输出的信号波形。三、 PAM编码接线图低频信号源输出模块一S-IN PAM-OUTCLKPAM -IN S-OUT PAM编码模块时钟源输出模块实验十三PCM编译码及TDM时分复用实验一、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、实验内容 1. 用示波器观察两路音频信号的编码结果，观察PCM基群信号。2. 改变音频信号的幅度

23、，观察和测试译码器输出信号的信噪比变化情况。3. 改变音频信号的频率，观察和测试译码器输出信号幅度变化情况。三、实验步骤1. 熟悉PCM编译码模块，使用拨码开关SPCM1接通SL1(或SL3)，用实验导线连接低频可调信号产生单元的正弦信号输出到SA-IN、SB-IN。 将数字时钟信号源的2048K输出连接至BS-TX和BS-RX，短接PCM-OUT和PCM-IN，短接FS-TA和FS-RA，短接FS-TB和FS-RB。2. 接通交流电源开关和所使用模块的电源开关。3. 用示波器观察SA-IN、SB-IN，调节信号源的电位器，使正弦信号SA-IN、SB-IN波形的频率小于4KHz，不失真(峰峰值

24、小于5V)。4. 用示波器观察PCM编码输出信号。示波器CH1接FS-TA，（示滤波器扫描周期不超过FS的周期，以便观察到一个完整的帧信号）CH2分别接PCM-OUT、FS-TB，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， FS-TA及FS-TB的脉冲宽度等于一个时隙宽度）。开关SPCM1分别接通SL1、SL2，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SA-IN，CH2接RA-OUT，观察这两个信号波形是否相同(有相位差)。四、PCM编码接线图时钟信号源模块 CLK（2048K）SB-in PCM-out BS-TX BS-RX PCM-in RB-outSA-in FS-TA FS-TB FS-RA FS-RB RA-out PCM编码模块低频信号输出一模块 信号输出低频信号输出二模块 信号输出实验十四CVSD调制解调通信系统实验一、 实验目的1、 掌握增量调制编码的基本原理2、 理解实验电路的工作过程3、 了解不同速率下对编码影响，以及低速率编码时的输出波形4、 熟悉增量调制系统在不同工作频率，不同信号频率和不同信号幅度下跟踪输入信