实验一信号源实验(模拟、数字)

1、通信原理实验平台RZ8621D目 录平台简介CPLD可编程模拟信号PAM抽样定理PCM编译CVSD增量调制AMI/RZB3FSK调制解调PSK调制解调数字同步技术眼图观察平台彩图平台模块组成系统实验简介平台使用说明卷积编译码信道误码测试系统综合实验PC接口综合CPLD开发数字VCO下一张上一张RZ8621D平台简介 全新改版，在多年积累的教学经验和学校使用反馈意见的基础上，我们全新改版，在多年积累的教学经验和学校使用反馈意见的基础上，我们保持了原有的特色实验，扩展了保持了原有的特色实验，扩展了PCMPCM时分复用模块功能，增加了噪声源模时分复用模块功能，增加了噪声源模块、卷积编译码模块、液晶键

2、盘模块、块、卷积编译码模块、液晶键盘模块、MODEMMODEM通信接口和计算机通信接口通信接口和计算机通信接口模块，加强了模块间的系统性实验与模块，加强了模块间的系统性实验与CPLDCPLD二次开发实验；同时在电路板二次开发实验；同时在电路板上加有有机玻璃罩。整个实验平台外观与功能兼得，实验过程更直观，上加有有机玻璃罩。整个实验平台外观与功能兼得，实验过程更直观，实验内容更丰富。实验内容更丰富。 上一张目 录RZ8621D平台彩图上一张目 录RZ8621D平台组成模块简介本实验系统共由本实验系统共由2424个实验模块组成，可分为信号源模块、终端编译码模块、线路个实验模块组成，可分为信号源模块、

3、终端编译码模块、线路编译码模块、信道调制解调模块、二次开发模块、各种测量通信接口模块，以及控制显编译码模块、信道调制解调模块、二次开发模块、各种测量通信接口模块，以及控制显示模块等示模块等 1 1、液晶显示模块、液晶显示模块 显示实验模块及其工作方式以供选择2 2、键盘控制模块、键盘控制模块 （1） 选择实验模块及其工作方式 （2） 学生可自己编制数字信号输入，进行编码或调制实验3 3、模拟信号源模块、模拟信号源模块 提供同步正弦波、非同步正弦波、音乐信号等模拟信号,可通过连接线发送到各终端编码模块4 4、用户电话接口模块、用户电话接口模块 提供用户电话接口，可发送话音信号，接收语音信号上一张

4、目 录5 5、数字信号源模块、数字信号源模块（1） EPM7128芯片，可编程输出各种数字信号（2） 通过计算机输入数字数据信号（3） 薄膜键盘键入编制数字信号（4） EPM7064芯片，学生二次开发编程输出各种数字信号6 6、噪声源模块、噪声源模块 提供白噪声信号，可加入到调制信道中模仿信道噪声干扰7 7、抽样定理与、抽样定理与PAMPAM实验系统实验系统 完成抽样定理的验证实验，及PAM通信系统实验；注：提供多种频率的方波及窄脉冲信号抽样8 8、PCMPCM编译码系统模块编译码系统模块 完成PCM的编码、译码实验； 完成两路PCM编码数字信号时分复用及解复用实验注：可改变时分复用的时隙位置

5、，及时分可复用路数，加深学生对时分复用概念的理解9 9、增量调制的编码模块、增量调制的编码模块 完成增量调制的编码实验 注：提供了三种编码时钟上一张目 录1010、增量调制的译码模块、增量调制的译码模块 完成增量调制的译码实验 注：提供了对应的三种译码时钟1111、AMI/RZB3AMI/RZB3编译码系统模块编译码系统模块 完成AMI编译码功能、RZB3编译码功能 注：提供对全“1”、全“0”、伪随机码、手工编制数字信号等进行编码译码1212、卷积编码实验模块、卷积编码实验模块 完成卷积编码实验 注：通过对地址开关拨动编制数字信号输入，可模拟在信道中插入误码，分析 卷积编译码的纠错能力131

6、3、卷积译码实验模块、卷积译码实验模块 完成卷积译码实验 注：通过发光二极管显示译码输出信号1414、VCOVCO数字频率合成器模块数字频率合成器模块 完成对1KHz、2KHz和外加数字信号的倍频输出， 上一张目 录1515、频率键控、频率键控FSKFSK调制模块，调制模块，ASKASK调制实验调制实验 完成频率键控FSK调制实验 注：可对方波，伪随机码，手工编制数字信号等信号的调制输出； 可对已调信号进行放大或衰减输出； 可在已调信号中加入噪声，模拟信道干扰 可完成本实验箱的自环单工通信实验，也可完成两台实验箱间的双工通信实验1616、频率键控、频率键控FSKFSK解调模块，解调模块，ASK

7、ASK的解调实验的解调实验 完成频率键控FSK解调实验1717、相位键控、相位键控BPSKBPSK（DPSKDPSK）调制模块调制模块 完成相位键控BPSK（DPSK）调制实验 注：可对方波，伪随机码及计算机数据等信号进行调制输出； 可对已调信号进行放大或衰减输出； 可在已调信号中加入噪声，模拟信道干扰 可完成本实验箱的自环单工通信实验，也可完成两台实验箱间的双工通信实验1818、相位键控、相位键控BPSKBPSK（DPSKDPSK）调制模块调制模块 完成相位键控BPSK（DPSK）解调实验上一张目 录1919、数字同步提取及眼图观察模块、数字同步提取及眼图观察模块 完成对CPLD产生的伪随机

8、码，PSK解调的基带信号等信号同步时钟的提取，信码再生、相对码与绝对码的转换等实验。 完成再生信码的眼图观察实验2020、音频功放模块、音频功放模块 完成对终端模拟信号的功率放大，喇叭播放功能，可直观判断通信质量的优劣2121、误码测试接口模块、误码测试接口模块 完成测试FSK、PSK信道误码率时，在中央处理器的控制下，误码数据的输入输出，同步时钟的输入输出等功能2222、中央处理器模块、中央处理器模块 完成键盘的扫描，液晶显示的控制，信号输入输出的控制等功能2323、CPLDCPLD可编程全开放系统模块可编程全开放系统模块 在中央处理器的控制下，学生可进行CPLD的二次开发，产生信号送往各模

9、块进行工作。2424、计算机接口，、计算机接口，MODEMMODEM通信接口模块通信接口模块 完成计算机与实验箱间通信，实验箱间的通信，计算机间的通信等综合实验 上一张目 录RZ8621D平台系统实验简介1 1、单台实验箱通信系统综合实验、单台实验箱通信系统综合实验2 2、电话接口、电话接口/ /电话水晶头电话水晶头/ /电话通信电话通信3 3、单工、单工/ /双工通信系统综合实验双工通信系统综合实验4 4、眼图观察、眼图观察/ /仿真眼图观察比较仿真眼图观察比较5 5、锁相环、锁相环/ /同步带同步带/ /捕捉带捕捉带/ / 数字频率合成器数字频率合成器6 6、输入接口、输入接口/ /接口技

10、术接口技术/ /编程下载编程下载7 7、RS232RS232通信传输通信传输/ /接口技术接口技术 上一张目 录 部分综合系统实验信号流程部分综合系统实验信号流程语音信号（如：电话）语音信号（如：电话）-CVSDCVSD编码模块编码编码模块编码-移相键控移相键控PSKPSK调制模块调制调制模块调制-MODEMMODEM通信接口输出或自环通信接口输出或自环-移相键控移相键控PSKPSK解调模块解调解调模块解调-同步提取与信码再生同步提取与信码再生-（眼图（眼图观察）观察）-CVSDCVSD译码模块译码译码模块译码-音频功放音频功放-喇叭输出；喇叭输出；注注: :若使用两台同型号实验箱若使用两台同

11、型号实验箱, ,可连接实现双方语音的双工通信系统（例如：设计完成可连接实现双方语音的双工通信系统（例如：设计完成电话间的有线双工通信）；也可使用光纤实验箱电话间的有线双工通信）；也可使用光纤实验箱RZ8634ERZ8634E作为系统的传输信道。作为系统的传输信道。语音信号语音信号A A、B B-PCMPCM编码模块编码（时分复用数据）编码模块编码（时分复用数据）-AMI/HDB3AMI/HDB3编码模块编码编码模块编码-AMI/HDB3AMI/HDB3译码模块译码译码模块译码-PCMPCM译码模块译码译码模块译码-还原语音信号还原语音信号A A、B B-音频功放音频功放 计算机计算机-键入发送

12、的数据键入发送的数据-PSKPSK调制系统调制系统- MODEMMODEM通信接口输出或自环通信接口输出或自环- PSKPSK解调系统解调系统-同步提取与信码再生同步提取与信码再生-计算机接收显示计算机接收显示 注：可完成单个计算机数据的自环通信实验，也可完成两台计算机间数据的双工通注：可完成单个计算机数据的自环通信实验，也可完成两台计算机间数据的双工通信实验信实验上一张目 录RZ8621D平台使用说明 实验箱接好市电，打开箱子右端电源总开关，电源指示灯亮（-12V、+5V、+12V、-5V）。此时，系统开始正常工作。 本实验箱电源有短路保护装置，当电源与地短路时，电源指示灯闪动，此时需立刻关

13、闭电源，排除短路原因。 为教学需要，实验箱上的许多元器件都是裸露在外面的，同学操作时请严格按照实验守则进行，保持实验箱干燥，不要蛮力操作，不要在带电时拔插或触摸芯片等娇贵元器件。 请同学认真预习实验内容，通过老师启发引导介入实验，遵守一种对实验提出问题、分析问题、解决问题的实验思想，利用好本实验箱，巩固理论知识，再运用理论知识指导实践，加强动手能力。信号波形测试针信号引入引出孔可变电阻器电位器短路块跳线开关多档开关TP地址开关上一张目 录液晶显示及键盘控制说明 本实验箱是采用键盘控制各模块的数字信号输入，所以第一步要熟悉键盘的使用和液晶显示的提示信息，键盘和液晶示意图如“图1”、“图2”。键盘

14、按键的识别、控制和液晶显示等操作都是由单片机U103来处理完成的。开始复位返回确认图1 键盘图2 液显 1.抽样定理实验 2.PCM编译码 3.增量调制 4.数字锁相环1.打开实验箱电源，电源指示灯亮，系统开始工作。2.按“复位”，中央处理器CPU复位，液晶显示“欢迎使用通信原理实验箱”， “解放军理工大学，南京恒缔有限公司”。3.按“开始”键，进入实验模块选择菜单，液晶显示如“图2”；移动“ ”、“ ”键，箭头“ ”所指即为当前待选模块；按“确认”键进入下一级菜单选择，如选则“线路编码模块”，液晶显示 选择项“01 AMI” ， “ 02 HDB3”；选择如AMI功能，按确认键，液晶显示如“

15、图3”，选择某一个数字基待信号，按“确认”键输入。 AMI编译码 01 PN码 02 数据源选择 图3 液显上一张目 录实验一 CPLD可编程数字信号发生器实验 一、CPLD可编程逻辑器件 本实验平台上绝大部分数字信号和控制信令都是由本实验平台上绝大部分数字信号和控制信令都是由CPLD可编程逻辑器件可编程逻辑器件ALTERA公公司的司的EPM7128芯片芯片U101产生输出。产生输出。 先在MAX+plus II软件的编辑器环境下编写相应的逻辑程序文件，再将此文件转换成可烧写用的输出文件，仿真，烧写到芯片中去实现功能。 在本实验平台中，即将外部晶振JZ101提供的16.384MHz主时钟，在U

16、101芯片中进行分频，定义输出（我们在引脚上标了相应输出网标）。各种数字信号，如各种频率的数字时钟，窄脉冲，伪随机码等波形形式。 本实验要求参加实验者了解这些信号的产生方法、工作原理以及测量方法，才可通过CPLD可编程器件的二次开发生成这些信号，理论联系实验，提高实际操作能力。 上一张目 录二、CPLD模块原理框图16.384MHz晶体83引脚输入 主时钟时钟方波窄脉冲伪随机码信令信号EPM7128可编程U101程序下载接口(在系统编程)引脚定义输出上一张目 录三、CPLD模块部分波形图上一张目 录TP301TP901TP109TP1101024KHz方波32KHz方波8Hz窄脉冲32KB/S

17、伪随机码1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0四、CPLD模块电原理图R111GNDVCC1234JZ10116.384MHzMAX7128SPLCC-84P-10TDI1TMS1TCK1TDO1GNDI/OE2/GCLK22IN/GCLK183IN/OE184INPUT/GLCR1TCK62IO17IO28IO45IO57IO58IO60IO61IO63IO64IO65IO67IO68IO69IO70IO73IO74IO75IO76IO77IO79IO80IO81IO33IO34IO35IO36IO37IO39IO40IO41IO44IO6IO46IO48IO49IO50

18、IO51IO52IO54IO55IO56IO8IO9IO10IO11IO12IO15IO16IO4IO18IO20IO21IO22IO24IO25IO27IO5IO29IO30IO31TDI14TDO71TMS23VCCIO66VCCIO78VCCIN3VCCIN43VCCIO13VCCIO53VCCIO26VCCIO38GND59GND72GND82GND47GND7GND32GND42GND19U101EPM7128SLC84-10(84)VCCGNDSYS CLOCK112345678910J101GNDGNDVCCR102R101R105R104R103TDI1TDO1TCK1TMS1

19、VCCSYS CLOCK1PLLHDB3CLKTHDB3PNSC2KWMDATAPCM1F8PCM2F8C2048PCMXCLKCVSDTCLKCVSDRCLKPAMCLKFSKDATAFSK32KFSK16KPSKTDATADB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7ALEA15WRRDTIME32PNC1024LCDRSLCDRWCSLCDPAMCF81F82PN32PCMXCSLCD1LCDRS1LCDRW1NOISEJC1JC2FSKCLKPSKCLKZM80TCLKEVCOHDB3CLKRBPSKBPSK1TP109R101AZM801TP110R101B上一张目 录实验二 各种

20、模拟信号源实验 一、实验目的及要求实验目的：实验目的：1.熟悉各种模拟信号的产生方法及其区别2.了解模拟信号源的在本实验平台中的用途实验要求：实验要求：1.画出各模拟信号源的原理框图，叙述其工作原理2.画出各测量点的波形，并进行分析。上一张目 录二、模拟信号源模块原理介绍 在本实验平台中，提供了各终端编译码实验模块所需模拟信号，有同步在本实验平台中，提供了各终端编译码实验模块所需模拟信号，有同步正弦波，非同步正弦波等简单信号形式，也有音乐信号，电话语音信号等复正弦波，非同步正弦波等简单信号形式，也有音乐信号，电话语音信号等复杂信号形式；信号经发送放大器放大或衰减后，送往各实验模块；也可外加杂信

21、号形式；信号经发送放大器放大或衰减后，送往各实验模块；也可外加模拟信号。模拟信号。同步正弦波同步正弦波：本信号是由U101芯片产生的2KHz方波TP001，经过低通滤波器后的基次谐波，即2KHz正弦波TP002。用此信号做终端编译码实验，其编码输出的数字信号可在示波器上稳定地显示，方便学生观测。非同步正弦波：非同步正弦波：本信号是由ICL8038信号发生器单独产生，其输出频率连续可调，满足语音信号范围，做终端编译码实验时需耐心调节示波器，稳定波形。复杂信号形式：复杂信号形式：音乐信号，电话语音信号（电话接口专用芯片PBL38710的功能很强大，感兴趣的同学可上网搜索其详细资料）等，平台上都提供了相应的实现电路和接口；也可外加一些复杂信号，增强实验的趣味性。上一张目 录三、模拟信号源模块原理框图同步正弦波输出U1012KHz方波TP001低通滤波器发送放大器WTP002非同步信号输出ICL8038简易信号发生器电压输入调节振荡频率W003波形占空比调节W004发送放大器W002TP003音乐产生电路触发按键SW001音乐信号输出TP005用户接口电路语音信号输出TP004T语音信号输入TP004R上一张目 录四、模拟信号源模块操作测量说明测量说明测量说明：本模块功能主要是提供各种模拟信号。可在相应信号源的输出口（锚