通信原理实验资料

1、I、模块介绍本实验平台采纳模块化设计。下面要紧介绍通信原理实验平台中的九个标配模块，以便了解各模块的具体功能及作用。标配模块包括有：1、主控&信号源模块2、2号模块数字终端&时分多址模块3、3号模块信源编译码模块4、6号模块信道编译码模块5、7号模块时分复用&时分互换模块6、8号模块基带传输编译码模块7、9号模块数字调制解调模块8、13号模块载波同步及位同步模块9、21号模块PCM编译码及语音终端模块、主控&信号源模块一、按键及接口说明幅度调节旋钮128KUZ/256KHZ正弦载波输出PN序列输 出MP3音乐输 出模拟信号 输出帧同步信号 输出返回上级 按键数字信号源 设置菜单待扩展接口模拟信

2、号源 设置菜单待扩展按键控制旋钮 逆时针控制向下选取, 顺时针旋转向上选取. 按F为确认选取项，字信号主菜单界面图1主控&信号源按键及接口说明二、功能说明该模块能够完成如下五种功能的设置，具体设置方式如下：1、模拟信号源功能模拟信号源菜单由“信号源”按键进入，该菜单下按“选择/确信”键能够依次设置:“输出波形”-“输出频率”一“调剂步进”-*“音乐输出”一“占空比”(只有在输出方波模式下才显现)。在设置状态下，选择“选择/确信”就能够够设置参数了。菜单如以下图所示：模拟信号源输出波形：正弦波输出频率：OOOl.OOKHz调节步进：10Hz音乐输出：音乐1模拟信号源输出波形：方波输出频率：OOO

3、l.OOKHz调节步进：10Hz音乐输出：音乐1占空比：50%(a)愉出正弦波时没有占空比选项(b)输出方波时有占空比选项图2模拟信号源菜单示用意注意:上述设置是有顺序的.例如,从“输出波形”设置切换到“音乐输出”需要按3次“选择确信键。下面对每一种设置进行详细说明：a. “输出波形”设置一共有6种波形能够选择：正弦波：输出频率10Hz2MHz方波：输出频率10Hz-200KHz三角波：输出频率10Hz-200KHzDSBFC（全载波双边带调幅）：由正弦波作为载波，音乐信号作为调制信号。输出全载波双边带调幅。DSBSC（抑制载波双边带调幅）：由正弦波作为载波，音乐信号作为调制信号。输出抑制载波

4、双边带调幅。FM：载波固定为20KHZ,音乐信号作为调制信号。b. “输出频率”设置“选择/确信”顺时针旋转能够增大频率，逆时针旋转减小频率。频率增大或减小的步进值依照“调剂步进”参数来。在“输出波形DSBFC和DSBSC时，设置的是调幅信号载波的频率：在“输出波形”FM时，设置频率对输出信号无阻碍。c. “调剂步进”设置“选择/确信”顺时针旋转能够增大步进，逆时针旋转减小步进。步进分为：“10Hz”、“100Hz、“IKHz”、“lOKHz、“lOOKHz”五档。1.“音乐输出”设置设置“MUSIC”端口输出信号的类型。有三种信号输出“音乐1”、“音乐2”、“3K+1K正弦波”三种。e.“占

5、空比”设置“选择/确信”顺时针旋转能够增大占空比，逆时针旋转减小占空比。占空比调剂范围10%90%,以10%为步进调剂。2、数字信号源功能数字信号源菜单由“功能1”按键进入，该菜单下按“选择/确信”键能够设置：“PN输出频率”和“FS输出”。菜单如以下图所示:数字信号源PN输出频率：4KFS输出：模式1图3数字信号源菜单a. “PN输出频率”设置设置“CLK”端口的频率及“PN”端口的码速度。频率范围：lKHz2048KHzcb. “FS输出”设置设置“FS”端口输出帧同步信号的模式：模式1：帧同步信号维持8KHz的周期不变，帧同步的脉宽为CLK的一个时钟周期。（要求“PN输出频率”不小于16

6、KHZ,要紧用于PCM、ADPCM编译码帧同步及时分复用实验）模式2：帧同步的周期为8个CLK时钟周期，帧同步的脉宽为CLK的一个时钟周期。（要紧用于汉明码编译码实验）模式3：帧同步的周期为15个CLK时钟周期，帧同步的脉宽为CLK的一个时钟周期。（要紧用于BCH编译码实验）3、通信原理实验菜单功能按“主菜单”按键后的第一个选项“通信原理实验”，再确信进入各实验菜单。如以下图所示:主菜单通信原理实脸1通信原理实验2模块设置3系统升级I抽样定理2 PCM编码3 ADPCM编码4Am及CVSD编译码5ASK数字调制解调6FSK数字调制解调（a）主菜单（b）进入通信原理实验菜单图4设置为“通信原理实

7、验”进入“通信原理实验”菜单后，逆时针旋转光标会向下走，顺时针旋转光标会向上走。按下“选择/确认”时，会设置光标所在实验的功能。有的实验有会跳转到下级菜单，有的那么没有下级菜单，没有下级菜单的会在实验名称前标记“J”符号。在选中某个实验时，主控模块会向实验所涉及到的模块发命令。因此，需要这些模块电源开启，不然，设置会失败。实验具体需要哪些模块，在实验步骤中均有说明，详见具体实验。4、模块设置功能*（该功能只在自行设计实验时用到）按“主菜单”按键后的第二个选项“模块设置”，再确信进入模块设置菜单。在“模块设置”菜单中能够对各个模块的参数别离进行设置。如以下图所示：模块设设1号语音终端&用户接口2

8、号数字终端&I环获3号信源编译码7号时分复用&时分交换5 ASK数字调制解调6 FSK数字调制解调图5“模块设置”菜单a. 1号语音终端&用户接口设置该模块两路PCM编译码模块的编译码规那么是A律仍是u律。b. 2号数字终端&时分多址设置该模块BSOUT的时钟频率。c. 3号信源编译码可设置该模块FPGA工作于“PCM编译码ADPCM编译码”、“LDM编译码”、“CVSD编译码”、“FIR滤波器”、“HR滤波器”、“反SINC滤波器”等功能（测试功能是生产中利用的）。由于模块的端口会在不同功能下有不同用途，下而对每一种功能进行说明：i. PCM编译码FPGA完成PCM编译码功能，同时完成PCM

9、编码A/u律或WA律转换的功能。其子菜单还能够设置PCM编译码A/u律及A/u律转换的方式。端口功能如下：编码时钟：输入编码时钟。编码帧同步：输入编码帧同步。编码输入：输入编码的音频信号。编码输出：输出编码信号。译码时钟：输入译码时钟。译码帧同步：输入译码帧同步。译码输入：输入译码的PCM信号。译码输出：输出译码的音频信号。A/u-In：A/u律转换输入端口oA/u-Out：A/u律转换输出端口oii. ADPCM编译码FPGA完成ADPCM编译码功能，端口功能和PCM编译码一样。iii. LDM编译码FPGA完成简单增量调制编译码功能，端口除“编码帧同步”和“译码帧同步”是没用到的（LDM编

10、译码不需要帧同步），其他端口功能与PCM编译码一样。iv. CVSD编译码FPGA完成CVSD编译码功能，端口除编码帧同步”和“译码帧同步”是没用到的（CVSD编译码不需要帧同步），其他端口功能与PCM编译码一样。v. FIR滤波器FPGA完成FIR数字低通滤波器功能（采纳100阶汉明窗设计，截止频率为3KHz）。该功能要紧用于抽样信号的恢复。端口说明如下：编码输入：FIR滤波器输入口。译码输出：FIR滤波器输出口。vi. HR滤波器FPGA完成HR数字低通滤波器功能（采纳8阶椭圆滤波器设计，截止频率为3KHz）。该功能要紧用于抽样信号的恢复。端口与FIR滤波器相同。vii.反SINC滤波器F

11、PGA完成反SINC数字低通滤波器。该功能要紧用于排除抽样的孔径效应。端口与FIR滤波器相同。d. 7号时分复用&时分互换功能一是设置时分复用的速度256Kbps/2048Kbps。功能二是当复用速度为2048Kbps时，调整DIN4时隙。e. 8号基带编译码设置该模块FPGA工作在“AMI”、“HDB3”、“CMI”、“BPH”编译码模式。f. 10号软件无线电调制设置该模块的BPSK的具体参数。具体参数有:是不是差分：设置输入信号是否进行差分，即是BPSK还是DBPSK调制。PSK调制方式选择：设置BPSK调制是否经过成形滤波。输出波形设置：设置“I-Out”端口输出成形滤波后的波形或调制

12、信号。匹配滤波器设置：设置成形滤波为升余弦滤波器或根升余弦滤波器。基带速度选择：设置基带速率为16Kbps、32Kbps、56Kbps.g. U号软件无线电解调设置该模块的两个参数，BPSK解调是不是需要逆差分变换和解调速度。5、系统升级此选项用于模块内部程序升级时利用。三、注意事项一、实验开始时要将所需模块固定在实验箱上，并确信接触良好，不然菜单无法设置成功。二、信号源设置中，模拟信号源输出步进可调剂，便于不同频率转变调剂。实验一AMI码型变换实验一、实验目的了解几种经常使用的数字基带信号的特点和作用。2、把握AMI码的编译规那么,3、了解滤波法位同步在的码变换进程中的作用。二、实验器材1、

13、主控&信号源、2号、8号、13号模块各一块2、双踪示波器假设干3、连接线三、实验原理一、AMI编译码实验原理框图AMI编译码实验原理框图二、实验框图说明AMI编码规那么是碰到。输出0,碰到1那么交替输出+1和-屋实验框图中编码进程是将信号源经程序处置后，取得AMI-A1和AMbB1两路信号，再通过电平转换电路进行变换，从而取得AMI编码波形。AMI译码只需将所有的1变成1,0变成0即可。实验框图中译码进程是将AMI码信号送入到电平逆变换电路，再通过译码处置，取得原始码元。四、实验步骤实验项目一AMI编译码（256KHZ归零码实验）概述：本项目通过选择不同的数字信源，别离观测编码输入及时钟，译码

14、输出及时钟,观看编译码延时和验证AMI编译码规那么。一、关电，按表格所示进行连线。源端口目的端口连线说明信号源：PN模块8：TH3（编码输入-数据）基带信号输入信号源：CLK模块8：TH4（编码输入-时钟）提供编码位时钟模块8：TH1KAMI编码输出）模块8：TH2（AMI译码输入）将数据送入译码模块模块8：TH5（单极性码）模块13：TH7（数字锁相环输入）数字锁相环位同步提取模块13：TH5(BS2)模块8：TH9（译码时钟输入）提供译码位时钟二、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】一【通信原理】一AMI编译码】一256K归零码实验】。将模块13的开关S3分频设置拨为0011,即提取512K

15、同步时钟。3、现在系统初始状态为：编码输入信号为256K的PN序列。（1）用示波器别离观测编码输入的数据TH3和编码输出的数据TH1KAMI输出），观看记录波形，有数字示波器的能够观测编码输出信号频谱，验证AMI编码规那么。注:观看时注意码元的对应位置。（2）用示波器对照观测编码输入的数据和译码输出的数据，观看记录AMI译码波形与输入信号波形。试探:译码事后的信号波形与愉入信号波形相较延时多少?实验项目二AMI编译码（256KHZ非归零码实验）概述：本项目通过观测AMI非归零码编译码相关测试点，了解AMI编译码规那么。一、维持实验项目一的连线不变。二、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】一【通信

16、原理】一AMI编译码】一256K非归零码实验，将模块13的开关S3分频设置拨为0100,即提取256K同步时钟。3、现在系统初始状态为：编码输入信号为256KHz的PN序列。4、实验操作及波形观测。参照项目一的256KHz归零码实验项目的步骤，进行相关测试。五、实验报告一、分析实验电路的工作原理，表达其工作进程。二、依如实验测试记录，画出各测量点的波形图，并分析实验现象实验二HDB3码型变换实验一、实验目的了解几种经常使用的数字基带信号的特点和作用。2、把握HDB3码的编译规那么。3、了解滤波法位同步在的码变换进程中的作用.二、实验器材1、主控&信号源、2号、8号、13号模块各一块2、双踪示波

17、器假设干3、连接线三、实验原理一、HDB3编译码实验原理框图HDB3编译码实验原理框图二、实验框图说明咱们明白AMI编码规那么是碰到0输出0,碰到1那么交替输出+1和-1。而HDB3编码由于需要插入破坏位B,因此，在编码时需要缓存3bit的数据。当没有持续4个连。时与AMI编码规那么相同。当4个连。时最后一个。变成传号A,其极性与前一个A的极性相反。假设该传号与前一个1的极性不同，那么还要将这4个连。的第一个。变成B,B的极性与A相同。实验框图中编码进程是将信号源经程序处置后，取得HDB3-A1和HDB3-B1两路信号，再通过电平转换电路进行变换，从而取得HDB3编码波形。一样AMI译码只需将

18、所有的1变成1,。变成0即可。而HDB3译码只需找到传号A,将传号和传号前3个数都清0即可。传号A的识别方式是：该符号的极性与前一极性相同，该符号即为传号。实验框图中译码进程是将HDB3码信号送入到电平逆变换电路，再通过译码处置，取得原始码元。四、实验步骤实验项目一HDB3编译码（256KHZ归零码实验）概述：本项目通过选择不同的数字信源，别离观测编码输入及时钟，译码输出及时钟,观看编译码延时和验证HDB3编译码规那么。一、关电，按表格所示进行连线。源端口目的端口连线说明信号源：PN模块8：TH3（编码输入-数据）基带信号输入信号源：CLK模块8：TH4（编码输入-时钟）提供编码位时钟模块8：

19、THKHDB3输出）模块8：TH7（HDB3输入）将数据送入译码模块模块8：TH5（单极性码）模块13：TH7（数字锁相环输入）数字锁相环位同步提取模块13：TH5(BS2)模块8：TH9（译码时钟输入）提供译码位时钟二、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】一【通信原理】一（HDB3编译码】一256K归零码实验】。将模块13的开关S3分频设置拨为0011,即提取512K同步时钟。3、现在系统初始状态为：编码输入信号为256K的PN序列。4、实验操作及波形观测。（1）用示波器别离观测编码输入的数据TH3和编码输出的数据THKHDB3输出），观看记录波形，有数字示波器的能够观测编码输出信号频谱，验证

20、HDB3编码规那么。注:观看时注意码元的对应位置。（2）用示波器对照观测编码输入的数据和译码输出的数据，观看记录HDB3译码波形与输入信号波形。试探:译码事后的信号波形与输入信号波形相较延时多少?实验项目二HDB3编译码（256KHZ非归零码实验）概述：本项目通过观测HDB3非归零码编译码相关测试点，了解HDB3编译码规那么。一、维持实验项目一的连线不变。二、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】一【通信原理】一（HDB3编译码】一256K非归零码实验，将模块13的开关S3分频设置拨为0100,即提取256K同步时钟。3、现在系统初始状态为：编码输入信号为256K的PN序列。4、实验操作及波形观测

21、。参照前面的256KHz归零码实验项目的步骤，进行相关测试。五、实验报告一、分析实验电路的工作原理，表达其工作进程。二、依如实验测试记录，画出各测量点的波形图，并分析实验现象。实验三ASK调制及解调实验一、实验目的1、把握用犍控法产生ASK信号的方式。2、把握ASK非相干解调的原理。二、实验器材1、主控&信号源、9号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线假设干三、实验原理一、实验原理框图ASK调制及解调实验原理框图二、实验框图说明ASK调制是将基带信号和载波直接相乘。已调信号通过半波整流、低通滤波后，通过门限裁决电路解调出原始基带信号。四、实验步骤实验项目一ASK调制概述：ASK调制实验中，A

22、SK（振幅键控）载波幅度是随着基带信号的转变而转变。在本项目中，通过调剂输入PN序列频率或载波频率，对照观测基带信号波形与调制输出波形，观测每一个码元对应的载波波形，验证ASK调制原理。一、关电，按表格所示进行连线。源端口目的端口连线说明信号源：PN模块9：TH1（基带信号）调制信号输入信号源：128KHz模块9：TH14（载波1）载波输入模块9：TH4（调制输出）模块9：TH7（解调输入）解调信号输入二、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】一【通信原理】一【ASK数字调制解调工将9号模块的S1拨为0000。3、现在系统初始状态为：PN序列输出频率32KHz,调剂128KHz载波信号峰峰值为3V

23、。4、实验操作及波形观测。（1）别离观测调制输入和调制输出信号：以9号模块TH1为触发，用示波器同时观测9号模块TH1和TH4,验证ASK调制原理。（2）将PN序列输出频率改成64KHz,观看载波个数是不是发生转变。实验项目二ASK解调概述：实验中通过对照观测调制输入与解调输出，观看波形是不是有延时现象，并验证ASK解调原理。观测解调输出的中间观测点，如：TP4（整流输出），TP5（LPF-ASK）,深切明白得ASK解调进程。1、维持实验项目一中的连线及初始状态。2、对照观测调制信号输入和解调输出：以9号模块TH1为触发，用示波器同时观测9号模块TH1和TH6,调剂W1直至二者波形相同；再观测

24、TP4（整流输出）、TP5（LPF-ASK）两个中间进程测试点，验证ASK解调原理。3、以信号源的CLK为触发,测9号模块LPF-ASK,观测眼图。五、实验报告一、分析实验电路的工作原理，简述其工作进程:二、分析ASK调制解调原理。实验四FSK调制及解调实验一、实验目的1、把握用键控法产生FSK信号的方式。2、把握FSK非相干解调的原理。二、实验器材各一块假设干1、主控&信号源、9号模块2、双踪示波器3、连接线三、实验原理一、实验原理框图FSK调制及解调实验原理框图二、实验框图说明基带信号与一路载波相乘取得1电平的ASK调制信号，基带信号取反后再与二路载波相乘取得0电平的ASK调制信号，然后相

25、加合成FSK调制输出：己调信号通过过零检测来识别信号中载波频率的转变情形，通过上、下沿单稳触发电路再相加输出，最后经太低通滤波和门限裁决，取得原始基带信号。四、实验步骤实验项目一FSK调制概述：FSK调制实验中，信号是用载波频率的转变来表征被传信息的状态。本项目中,通过调剂输入PN序列频率，对照观测基带信号波形与调制输出波形来验证FSK调制原理。一、关电，按表格所示进行连线。源端口目的端口连线说明信号源：PN模块9：TH1（基带信号）调制信号输入信号源：256KHz（载波）模块9：TH14（载波1）载波1输入信号源：128KHz（载波）模块9：TH3（载波2）载波2输入模块9：TH4（调制输出

26、）模块9：TH7（解调输入）解调信号输入二、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】一【通信原理】一【FSK数字调制解调，将9号模块的S1拨为0000o调剂信号源模块的W2使128KHz载波信号的峰峰值为3V,调剂W3使256KHZ载波信号的峰峰值也为3V,3、现在系统初始状态为：PN序列输出频率32KH。4、实验操作及波形观测。（1）示波器CH1接9号模块TH1基带信号，CH2接9号模块TH4调制输出，以CH1为触发对照观测FSK调制输入及输出，验证FSK调制原理。（2）将PN序列输出频率改成64KHz,观看载波个数是不是发生转变。实验项目二FSK解调概述：FSK解调实验中，采纳的是非相干解调法对

27、FSK调制信号进行解调。实验中通过对照观测调制输入与解调输出，观看波形是不是有延时现象，并验证FSK解调原理。观测解调输出的中间观测点，如TP6（单稳相加输出），TP7（LPF-FSK）,深切明白得FSK解调进程。一、维持实验项目一中的连线及初始状态。二、对照观测调制信号输入和解调输出：以9号模块TH1为触发，用示波器别离观测9号模块TH1和TP6（单稳相力口输出）、TP7（LPF-FSK）、TH8（FSK解调输出），验证FSK解调原理。3、以信号源的CLK为触发，测9号模块LPF-FSK,观测眼图。五、实验报告一、分析实验电路的工作原理，简述其工作进程:二、分析FSK调制解调原理。实验五BP

28、SK调制及解调实验一、实验目的1、把握BPSK调制和解调的大体原理：2、把握BPSK数据传输进程，熟悉典型电路：3、了解数字基带波形时域形成的原理和方式，把握滚降系数的概念；4、熟悉BPSK调制载波包络的转变：5、把握BPSK载波恢复特点与位按时恢复的大体方式：二、实验器材1、主控&信号源、9号、13号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线假设干三、实验原理一、BPSK调制解调（9号模块）实验原理框PSK调制及解调实验原理框图二、BPSK调制解调（9号模块）实验框图说明基带信号的1电平和0电平信号别离与256KHz载涉及256KHz反相载波相乘，叠加后取得BPSK调制输出；已调信号送入到13模

29、块载波提取单元取得同步载波：已调信号与相干载波相乘后，经太低通滤波和门限裁决后，解调输出原始基带信号。四、实验步骤实验项目一BPSK调制信号观测（9号模块）概述：BPSK调制实验中，信号是用相位相差180的载波变换来表征被传递的信息。本项目通过对照观测基带信号波形与调制输出波形来验证BPSK调制原理。一、关电，按表格所示进行连线。源端口目的端口连线说明信号源：PN模块9：TH1（基带信号）调制信号输入信号源：256KHZ模块9：TH14（载波1）载波1输入信号源：256KHZ模块9：TH3（载波2）载波2输入模块9：TH4（调制输出）模块13：TH2（载波同步输入）载波同步模块信号输入模块13

30、：TH1(SIN)模块9：TH10（相干载波输入）用于解调的载波模块9：TH4（调制输出）模块9：TH7（解调输入）解调信号输入二、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】一【通信原理】一BPSK/DBPSK数字调制解调，将9号模块的S1拨为0000,调剂信号源模块W3使256KHz载波信号峰峰值为3Vo3、现在系统初始状态为：PN序列输出频率32KHZ。4、实验操作及波形观测。（1）以9号模块“NRZ-I”为触发,观测“I”；（2）以9号模块“NRZ-Q”为触发，观测“Q”。（3）以9号模块“基带信号”为触发，观测“调制输出”。试探:分析以上观测的波形,分析与ASK有何关系?实验项目二BPSK解调

31、观测（9号模块）概述：本项目通过对照观测基带信号波形与解调输出波形，观看是不是有延时现象，而且验证BPSK解调原理。观测解调中间观测点TP8,深切明白得BPSK解调原理。一、维持实验项目一中的连线。将9号模块的S1拨为“0000”。二、以9号模块的基带信号”为触发，观测13号模块的“SIN”，调剂13号模块的W1使“SIN”的波形稳固，即恢复出载波。3、以9号模块的“基带信号”为触发观测“BPSK解调输出”，多次单击13号模块的“复位”按键。观测“BPSK解调输出”的转变。4、以信号源的CLK为触发，测9号模块LPF-BPSK,观测眼图。试探：“BPSK解调输出”是不是存在相位模糊的情形?什么

32、缘故会有相位模糊的情形?五、实验报告一、分析实验电路的工作原理，简述其工作进程：二、分析BPSK调制解调原理。实验六DBPSK调制及解调实验一、实验目的把握DBPSK调制和解调的大体原理:2、把握DBPSK数据传输进程，熟悉典型电路;3、熟悉DBPSK调制载波包络的转变;4、1、主控&信号源、9号、13号模块各一块把握DBPSK载波恢复特点与位按时恢复的大体方式;二、实验器材2、双踪示波器假设干3、连接线三、实验原理1、DBPSK调制解调（9号模块）实验原理框图DBPSK调制及解调实验原理框图二、DBPSK调制解调（9号模块）实验框图说明基带信号先通过差分编码取得相对码，再将相对码的1电平和0电平信号别离与256K载取得同步载波：已调信号与相干载波相乘后，经太低通滤波和门限裁决后，解调输出原始相对码，最后通过差分译码恢复输出原始基带信号。其中载波同步和位同步由13号模块完成。四、实验步骤实验项目一DBPSK调制信号观测（9号模