通信系统原理A实验指导书

品文档实验指导书统原理A_ 子信息工程实验项目名称1、信号源与频谱分析实验，实验装置认识实验2学时 2、脉冲编码调制与解调(PCM)实验2学时带传输实验2学时4、数字调制与解调实验2学时与话路通信综合实验2学时2011-9-8品文档 实验一信号源与频谱分析实验，实验装置认识实验 7 的实验电路工作原理 7五、实验装置熟悉的实验内容 10 七、信号源实验电路工作原理 10八、信号源认识实验内容 13 2、简易正弦信号发生器 13九、信号源认识实验注意事项 13十、观察信号的波形和分析正弦和方波的数字频谱，并记录 13十一、讨论思考题 13十二、实验报告要求 13实验二脉冲编码调制与解调(PCM)实验 15 二、实验预习要求 15三、实验所用仪表 15四、实验电路工作原理 15 八、讨论思考题 20九、实验报告要求 20实验三数字基带传输实验 21 八、实验报告要求 26实验四(1)FSK调制解调实验 28品文档 三、实验仪器仪表: 28四、实验电路工作原理 28 八、讨论思考题 33九、实验报告要求 34实验四(2)二相PSK(DPSK)调制实验 34一:实验目的 34二:预习要求 34三:实验仪器仪表 34 五:实验内容 391、伪随机码的设置 392、二相PSK调制器 403、二相DPSK调制器 40六:实验注意事项及主要波形说明 40七、观察信号的波形 41 九、实验报告要求 41实验四(3)二相(PSK,DPSK)解调及系统实验 42 三、实验仪器材 42四、实验电路工作原理 42 六、实验注意事项及主要波形说明 45七观察信号的波形：参考波形的跳线为：S800、S804、S805、S850、S850、S852451-21-21-21-21-21-2八、讨论思考题 45九、实验报告要求 45实验五时分复用与话路通信综合实验 46一实验目的 46二预习要求 46三实验仪器仪表 46四实验电路工作原理 46五实验内容 48六实验注意事项及主要波形说明 48七观察信号的波形 49八讨论思考题 49九实验报告要求 49品文档一：概述电子与通信原理实验系统介绍本通信原理实验系统将单片计算机技术、电子技术和通信原理等基础知识灵活地运用在实验教学环节中。本系统可以独立、组合、综合完成26项实验或示教。实验电路原理清楚、设计新颖，重点突出，实验内容丰富、波形测量点的选择准确具有代表性。同时理论分析与实际动手相结合，以理论指导实践，以实践验证基本原理为目标，提高学生的分析问题、解决问题等能力以及通过有目的选择完成实验或示教项目，使学生进一步巩固理论基本知识，建立通信系统完整的概念。一、电子与通信原理实验系统总方框通信系统基本锁相环频率合成器增量调制编码电路增量调制译码电路解调器制器中央处理控制单元通信系统二、系统单元电路组成的认识:本系统由下列15个模块组成：4、脉冲振幅调制(PAM)系统单元5、脉冲编码调制编码、译码(PCM)系统单元8、基本锁相环与锁相式数字频率合成器(VCO)系统单元品文档三、通信系统实验项目的总体认识:CPU控制下，由实验者根据实验基本内容与基本原理，在人工操作与CPU自动控制相结合下，可以独立进行或综合完成26个实验项目：4、脉冲振幅调制(PAM)系统实验6、脉冲编码解调(PCMCODEC)系统实验四、电子与通信原理实验系统元器件总体布局分布品文档系统布局图品文档实验一信号源与频谱分析实验，实验装置认识实验一、实验目的过程预习单片微型计算机原理及其应用，通信系统原理等相应教材。三、实验仪器仪表一台四、实验装置的实验电路工作原理中央集中控制器是该综合实验系统中的中心控制部分，它控制着各部分实验电路的工作，采用MCS-51单片机技术，对全部系统实现集中管理与控制，学生上机。(一)电路组成图1-1是通信原理实验系统中央控制单元原理框图图1-2是通信原理实验系统中央控制单元电原理图(二)电路基本工作原理显示电路(液晶显示电路(液晶)各实验模块图1-1中央控制单元原理框图品文档图1-2中央控制单元电路品文档1、键盘输入电路在扩展AT89C51单片计算机系统时，除了配置扩展外部存储器外，也要对I/O口的扩展进行考虑，这主要使单片机能按照要求工作，就必须将必要的命令和数据输入到单片机中。这就需要配置一定的输入设备。在本实验系统中，输入设备选用的是键盘，键盘是单片机中一个关键的部件，它能实现向单片机输入数据、传送命令等功能，是人工干预单片机的主要手段，其键盘与单片机系统接口电路框图如图1-2所示。本实验箱有四个功能键，他们与各实验单元及代码的对应关系如下表1-1：表1-1PAMPAM：脉冲振幅调制单元PCM：脉冲编码调制单元M：增量调制编码单元VCO：基本锁相环单元PSK：移相键控调制解调单元FSK：移频键控调制解调单元EYE：眼图实验SETPN：设置伪随机码用于设置伪随机码的0(低)电平用于设置伪随机码的1(高)电平用于确认各实验模块系统复位说明：后按确认键进入此模块，即送出该实验所必须的1键只在伪随机码功能下才能使用。本实验系统提供的是16位的伪随机码。(3)复位键：系统复位，但不改变当前设置的伪随机码。如需初值则应上电复位。(4)按下复位键后在液晶上将会显示*AEDK—SCE*然后进入各项功能。WWW．AEDK．COM在对单片机扩展应用时，有时单片机对数据的运算或处理的结果，也要通过一定的方式输出，这就需要一定的输出设备，在本实验系统中，采用了字符型的液晶显示模块。元，增量调制编译码系统以及基本锁相环与锁相式频率合成器系统单元，这些系统CPU中央控制单元的管理与控制。图2-2是它的原理图。例如在做脉冲编码调制PCM实验时，控制输入PCM实验系统所需的工作时钟2.048MHz，PCM编码与译码所需的收发分帧同步信号8KHz，以及PCM系统的集成芯片所需的控制电压都应加到PCM系统电路中，这样PCM系统才能正常工作。用8031的I/O口直接控制。品文档启动电路来运行程序，这时只要按一下键盘上的功能键“复位”键即可。五、实验装置熟悉的实验内容(1)按下设置键1下与确认键，进入PAM实验。(2)按下设置键2下与确认键，进入PCM实验。(3)按下设置键3下与确认键，进入M实验。(4)按下设置键4下与确认键，进入VCO实验。(5)按下设置键5下与确认键，进入PSK实验。(6)按下设置键6下与确认键，进入FSK实验。(7)按下设置键7下与确认键，进入EYE实验。(8)按下设置键8下与确认键，进入SETPN实验。此时可按自己要求按0或1键置16位伪随机码。与通信原理各项实验时，必须先对所有的时钟信号加以了解、熟悉，以便能顺利的进的各项实验。 信号发生器单元的电路图如图2-2，信号发生器单元的布局图如图2-3图2-1XC95108内信号发生器原理框图图2-2音频信号和数字信号发生图2-3信号发生器面板图(一)电路工作原理CPLD可编程模块可用来产生实验系统所需要的各种时钟信号和各种数字信输出端输出一个比较理想的4.096MHz方波信号，经开关S001选择后到2-3XC95108内进行一系列的分频电路，产生所需的信号，分配给各个实验模块。其原理框图见图2-1。外部时钟信号源可通过IN1接入同时将短路套置于开关S001，这样就可产生1-2钟信号。2、简易正弦信号发生器简易正弦信号发生由ICL8038信号发生芯片产生，除了能产生正弦波外也能产品文档八、信号源认识实验内容1、用内部时钟信号源产生的信号作为总时钟输入S001开关接2、3，分别分析各级2、简易正弦信号发生器九、信号源认识实验注意事项作。十、观察信号的波形和分析正弦和方波的数字频谱，并记录ST0&T001波形；2-3，2：T011&T012波形；T006&T007波形；4：T008&T009波形；6：T002&T003波形7：T005&T004波形8：T017&T018波形9：T019&T016波形10：T016&T015波形11：T054&T055波形12：T054&T056波形十一、讨论思考题振说明，并画出电路图。十二、实验报告要求3、对实验讨论思考题加以分析，并做出原理图与工作波形图4、写出本实验的心得体会，对本实验有什么要求与意见提出来。品文档实验二脉冲编码调制与解调(PCM)实验一、实验目的PCM二、实验预习要求PCM节，三、实验所用仪表1、双踪示波器一台2、通信原理实验箱一台3、低频信号源一台四、实验电路工作原理 (一)电路组成脉冲编码调制面板图如图4―2所示。 (二)实验电路工作原理1、TP3067芯片资料简介：该电路是NATIONALSEMICONDCTOR公司生产的单片串行接口的PCM编解码和滤波器，它能够将模拟话音进行A律的PCM编码，并可对A律PCM程控交换系统与电话通信设备中。表4－1TP3067编译码集成电路引出端排列和功能框图功放正向输出模拟地功放反向输出功放反向输入解码端滤波器输出正电源(十5V)解码端帧同步脉冲PCM数据输入解码端位时钟输入解码端主时钟输入或掉编码主时钟输入编码位时钟输入PCM数据输出编码端帧同步脉冲输入指示信号输出，在编码时隙为低电平反馈控制输入话音放大器输出入入负电源(－5V)号VPO＋GNDAVPO﹣VPIVFROVCCFSRDRBLKR/CLKSELMCLKR/号MCLKxBCLKxDxFSxTSXANLBVFx﹣VFx+B脚号123456789脚号0品文档PDNPDN电控制输入图4-1PCM编码译码电路图4-2PCM编码、译码电路面板图TP3067编译码集成电路引出端排列和功能框图图4-3TP3067引出端排列图图4-4TP3067内部功能框图TP3067可以组成模拟用户线与程控交换设备间的接口，包含有话音A律编解码器、自、RC滤波器、开关电容低通滤波器、话音推动功放等功能。TP3067具有完整的话音到PCM和PCM到话音的A律压扩编解码功能。它的编码和解码工作既可同时进行，也可异步进行。 (1)同步工作时，主时钟加到MCLKx端上，移位时钟加到BCLKx端上，主时钟的频率通过BCLKR/CLKSEL选择。如果BCLKR/CLKSEL＝0，主时钟为1.536MHz或1.544MHz如果BCLKR/CLKSEl＝l，主时钟为2.048MHz。移位时钟可以从64k1Iz到2.048MHz，需和主品文档时钟同步。在这种方式下，编解码主时钟和移位时钟相同。 (2)异步工作时，MCLKR和MCLKx上均需2.048MHz时钟，两者可以不同步，但若要性能最佳，两者应该同步，同样BCLKx和BCLKR/CLKSEL端上也要加入编码和译码时钟,分别用作编码输出与译码输入的PCM码流的移位时钟，两者均可以从64kHz到2.048MHz。RRFSx和FS分别为编码和解码的帧同步脉冲。FSx和FSRR带通滤波器和采样保持电路，A/D变换器(具有A律压缩特性)。译码部分是通过具有A律驱动线路变压器，第一功放可将从译码滤波器输出的±2.5V电压提升到±3.3V(负载为300欧姆)，第二级功放可对平衡负载再提高6dB。A编码为：10101010编码为：11010101或01010101、取值离散的数字信号后在信道中进行传输。的信号。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原s抽样值用最接近的电平值来表示。量化是在编码过程中同时完成的，故编码过程也成为模/数变换，可记作A/D。由此可见，脉冲编码调制方式就是一种传递模拟信号的数字通信方式。PCM原理如图4―1所示。输入的语音信号先经防混叠低通滤波器，得到限带信号 (300~3400Hz)，进行脉冲抽样，变成8KHz重复频率的抽样信号(即离散的脉冲调幅PAM解码方式，是在PCM1解码还是在PCM2解码。实验五中讲到。下面以PCM1为例：语音信号输入有两种方式选择：S302：为D301D和D301C的输入放大电路S302：为通过话机经用户接口电路输入。2-3解码方式有两种：S300：将PCM1编码信号送本芯片的解码，同时开关SA300S300：将PCM1编码信号和PCM2编码信号组成一路信号送解码开关SA300，当开关2-3本模块解调后的信号可通过PAM单元的功率放大模块，使解调后的语音信号通过喇叭品文档传出。S340：PCM1解调输出的信号。S340：PCM2解调输出的信号。1-22-3五、实验内容1、在不加信号的情况下，用双踪示波器测量T301-T306各测量点处的波形，仔细观察。T301~T306各点波形，画出各点波形并分析其相位关系。3、从外加信号发生器中输入一正弦信号至SIN300中，重复上述“2”的过程及步骤。上，继续测量T301~T306个测量点处的波形。并画出波形，作详细分析。事项及主要波形说明a)2048KHz主时钟信号b)8KHZ1收发分帧同步信号c)8KHZ2收发分帧同步信号d)选通4066的高电平信号。S300：PCM1编码信号S300：PCM1和PCM2编码信号。1-22-3S320：PCM2编码信号S320：PCM1和PCM2编码信号选择1-22-3S302：输入外接信号S302：输入话音信号。1-22-3S303：输入外接信号S303：输入话音信号1-22-3RP301。T302：PCM编码数字信号。T303：频率为8KHZ的编码帧同步信号。T306：解码输出的模拟信号。1-21-2 (或者S303，S320，SA320往上拨)。SIN320接入1K左右的正弦波。1-21-21：T301&T306波形2：T304&T305波形八、讨论思考题1、TP3067PCM编码器输出的PCM数据的速率是多少？在本次实验系统中，为什么要给九、实验报告要求图，注意对应相位关系。本次实验有何改进意见。品文档实验三数字基带信号传输实验一、实验目的5、了解HDB3(AMI)编译码集成电路CD22103。二、预习要求认真预习《通信系统原理》中数字基带信号的有关内容。三、实验仪器四、实验电路及基本原理一台一台一台(一)电路组成HDB3/AMI编译码模块原理图如图14-2所示。HDB3/AMI编译码模块面板图如图14-3所示。(二)实验电路工作原理CD22103的引脚及内部框图台图14-1所示，引脚功能如下：图14-1CD22103的引脚及内部框图图14-2HDB3/AMI编/解码原理图输入输输入输入图14-3HDB3/AMI面板图 (1)NRZ-IN编码器NRZ信号输入端； (2)CTX编码时钟(位同步信号) (3)HDB3/AMI码型选择端；接TTL高电选择HDB3码；接TTL低电平时，选择AMI码； (4)NRZ-OUTHDB译码后信码输出端；3 (5)CRX译码时钟(位同步信号) (6)RAIS告警指示信号(AIS)检测电路复位端，负脉冲有效； (7)AISAIS信号输出端，有AIS信号为高电平，无ALS信号时为低电 (8)V接地端； (9)ERR不符合HDB/AMI编码规则的误码脉冲输出端；3 (10)CKRHDB码的汇总输出端；3 (11)+HDB-INHDB译码器正码输入端；33 (12)LTFHDB译码内部环回控制端，接高电平为环回，接低电平为正常；3 (13)-HDB-INHDB译码器负码输入端；33 (14)-HDB-OUTHDB译码器负码输出端；33 (15)+HDB-OUTHDB译码器正码输入端；33 (16)V接电源端(+5V)DDCD22103主要由发送编码和接收译码两部分组成，工作速率为50Kb/s-10Mb/s。两下。当HDB/AMI端接高电平时，编码电路在编码时钟CTX下降沿的作用下，将NRZ3码编成HDB码(+HDB-OUT、-HDB-OUT两路输出)；接低电平时，编成AMI码。333编码输出比输入码延迟4个时钟周期。 (1)、在译码时钟CRX的上升沿作用下，将HDB码(或AMI码)译成NRZ码。译3码输出比输入码延迟4个时钟周期。 (2)、HDB码经逻辑组合后从CRX端输出，供时钟提取等外部电路使用。3 (3)、可在不断业务的情况下进行误码监测，检测出的误码脉冲从ERR端输出，其脉宽等于收时钟的一个周期，可用此进行误码计数。 信号的一个周期(500s)内，若接收信号中“0”码个数少于3，则AIS端输出高电平，使系统告警电路输出相应的告警信号；若接收信号中“0”码个数不少于品文档3，AIS端输出低电平，表示接收信号正常。 (5)、具有环回功能。2、HDB编译码基本工作原理3原理框图、电原理图分别如图14-5和图14-1所示。本模块内部使用+5V和-5V电压，其中-5V电压由-12V电源经三端稳压器7905变换得到。本单元的编译码框图如下所示：整流器NRZ-INNRZ-IN双-单相加器双-单相加器编译码器(AMI)锁相环(AMI)(AMI-D)锁相环(AMI)图14-4HDB编译码方框图3中各单元元器件的对应关系如下：3D1：HDB编译码集成电路CD22103A3D2：模拟开关4052D7：非门74HC04D8：或门74LS32D5：运放LM318D6：集成锁相环CD4046本模块上的开关XB1用于选择码型，XB1位于下边(AMI端)选择AMI码，位于上边 (HDB3端)选择HDB码。3AMI码的全称：传号交替反转码。AMI码的编码规律是：信息代码1变为带有符号的1码即+1或-1，1的符号交替反转；信息代码0的为0码。AMI码对应的波形是占空比为0.5的双极性归零码，即脉冲宽度τ与码元宽度(码元周期、码元间隔)T的关系是τ=0.5T。SS制符号序列变成了一个三进制符号序列，而且也是一个二进制符号变换成一个三进制符号。把一个二进制符号变换成一个三进制符号所构成的码称为1B／1T码型。但是当它用来获取HDB码的全称：三阶高密度码。3HDB码保留了AMI码所有的优点(如前所述)，还可将连码限制在3个以内，克服了3AMI码如果长连“0”过多对提取定时钟不利的缺点。HDB码的编码规律是：4个连续0信息码用取代节000V或B00V代替，当两个相邻V3码中间有奇数个信息1码时取代节为000V，有偶数个信息1码(包括0个信息1码)时取代节为B00V，其它的信息0码仍为0码；信息码的1码变为带有符号的1码即+1或-1；HDB3品文档的符号又是交替反转的；HDB码是占空比为0.5的双极性归零码。3设信息码为00000110000100000，则NRZ码、AMI码、HDB码如图14-6所示3信息编码0000011000010000NRZ形AMI代码000001-1000010000AMI波形HDB3代码B00V0-11-B00-V1000VHDB3波形图14-5HDB3编码示意图本单元用CD22103集成电路进行AMI或HDB编译码。当它的第3脚(HDB/AMI)33接+5V时为HDB编译码器，接地时为AMI编译码器。3编码时，需输入NRZ码及位同步信号，它们来自数字信源单元，已在电路板上连好。CD22103编码输出两路并行信号+HDB3OUT和-HOUT，它们都是半占空比的正脉冲信号，分别与AMI或HDB码的正极性信号及负极性信号相对应。这两路信号经单/双性变换后得3到AMI码或HDB。3双/单极性变换及相加器构成一个整流器。整流后的(AMI)HDB-D信号含有位同步3的信号是一个幅度和周期都不恒定的正弦信号(T09)。对此信号进行限幅放大处理后得到幅 (关于锁相环的基本原理已在实验七中介绍)输出一个符合译码器要求的位同步信号(T10)。译码时，需将AMI或HDB码变换成两路单极性信号分别送到CD22103的第11、第133当信息代码连0个数太多时，从AMI码中较难于提取稳定的位同步信号，而HDB中3连0个数最多为3，这对提取高质量的位同信号是有利的。这也是HDB码优于AMI码之处。3HDB码及经过随机化处理的AMI码常被用在PCM一、二、三次群的接口设备中。3在实用的HDB编译码电路中，发端的单/双极性变换器一般由变压器完成；收端的双/3单极性变换电路一般由变压器、自动门限控制和整流电路完成，本实验目的是掌握HDB3编码规则，及位同步提取方法，故对极性变换电路作了简化处理，不一定符合实用要求。(1)用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。连接T11(M序列)或T22(1000序列)到T01-IN。(2)测量T08，比较用HDB3和AMI编码的区别。观察相应的波形并将它记录下来。通过开关XB1选择编码方式。本实验中若4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器的Q值越高，因而越难于实品文档现)。而HDB码则不存在这种问题。3(1)用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。(2)用示波器观察单极性非零码(NRZ)、信号交替反转码(AMI)、三阶高密度双极性码 (HDB3)、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。(3)用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取门同步信号的电路中有关波形。六、实验注意事项及主要波形说明：(1)+5V，+12V，-12V电压(2)拨动开关S01为ON；相应的HL01发光两极管亮。T11：信源位同步信号输出点/测试点(M序列输出)T22：信源帧同步信号输出点/测试点(1000序列输出)T08：编码器输出信号(正负)。T09：带通滤波器输出信号T10：锁相环输出的位同步信号(256KHZ)T2：译码器输出信号，波形同T01，稍有延时。参考波形连线：将T11与T01-IN八、实验报告要求(1)不归零码和归零码的特点是什么？(2)与信源代码中的“1”码相对应的AMI码及HDB3码是否一定相同？为什么？2、设代码为全1，全0及011100100000110000100000，给出AMI及HDB3码的代码和波4、试根据占空比为0.5的单极性归零码的功率谱密度公式说明为什么信息代码中的连0码越长，越难于从AMI码中提取位同步信号，而HDB3码则不存在此问题。振频率ωn，阻尼系数ζ和等效噪声带宽BL。式中IP=0.05A，K0=8π×103rad/s.v。再用Q=f/B计算锁相环等效带通滤波器的品质因数，式中f=170.5KHz。0L0将C改为1000μf，重新计算锁相环等效带通滤波器的品质因数。17品文档实验四(1)FSK调制解调实验一、实验目的:二、预习要求:实验前预习《通信原理》关于二进制频率键控FSK及解调有关章节。三、实验仪器仪表:2、通信实验系统实验箱一台一个四、实验电路工作原理(一)电路组成FSK调制的电原理图如图13-1所示。FSK解调的电原理图如图13-2所示。FSK调制解调的面板图如图13-3所示。(二)实验电路的工作原理种调制解调方式容易实现，抗噪声和抗衰减性较强，因此在中低速数据传输中得到了较为广泛的应用。SK信号可以分为相位离散和相位连续两种情形。若两个振荡频率分别有不同的独立振荡器提拟开关2开通。此时输出f2=16KHz，于是可在输出端得到已调的FSK信号。电路中的两路载频(f1，f2)由内时钟信号发生器产生，经过开关S900，S901送入。两路载频分别经过来改变载波的幅值。FSK解调采用集成电路模拟锁相环解调器。f那么在锁相环滤波器输出端就可以得到调节的基带信号序列。品文档FSK锁相环解调器中的集成锁相环选用了MC14046，其芯片简介见实验七。MC14046集成电路内有两个数字鉴相器(PD1，PD2)、一个压控振荡器(VCOUT)，还有输入放大电路等，环路低通滤波器接在集成电路的外部。图13-1FSK调制原理图品文档图13-2FSK解调原理图品文档图13-3FSK调制解调面板图捉时间前提，尽量减小环路低通滤波器的宽带。由图13-2可知，当输入信号为32KHZ时，环路锁定，环路对输入信号中的32KHZ载波处于跟踪状态。此时鉴相器PC2输出端(13脚)为低电平，锁定指示输出PCP(1脚)为高电平，鉴相器PC1输出(2脚)为低电平，PC1输出和锁定指示输出经或非门D951A (74LS32)和D952A(74LS14)后输出低电平，再经箝位电路V952、R955、C952和非门D952B(74LS14)后输出为高电平，最后经过D952C(74LS14)、D952D(74LS14)整形电当输入信号为16KHZ时，环路失锁。此时环路对16KHZ载波的跟踪破坏，鉴相器输入端的两个比较信号存在频差，经鉴相器PD1后输出一串无规则矩形脉冲，而锁定指示(第B则矩形脉冲，这些矩形脉冲经箝位电路及非门D952C(74LS14)、D952D(74LS14)后输出可见，环路对32KHZ载频锁定时输出高电平，对16KHZ载波输出失锁时就输出低电得到解调输出的基带信号序列。(1)将载波信号输入S9001-2：16KHZ方波，S9011-2：32KHZ方波。(2)基带信号由S902控制。的2与3脚不能相连，否则FSK解调电路解调不出此时的数字基带信码信号。品文档测试FSK解调电路各测量点波形，并作详细分析。(1)在CA951上插电容(1800pf-2500pf之间)，调节RP950、RP951的电阻值，使锁相环中的压控振荡器工作在32KHZ。(2)注意选择不同的数字基带信号的速率。有可设置的伪随机码(设置方法见实验十) (2KHZ)、1010交替码(8KHZ)。由信号转接开关S902进行选择；(3)短路套套在S9501-2，将FSK信号给解调电路，注意观察“1”“0”码内所含载波的频(4)观察FSK调制端的基带信号，比较两者波形，观察是否失真六、实验注意事项及主要波形说明：进入FSK模块。1-21-2S902：码元速率为2KHz的伪随机码，S902：8KHZ方波。1-22-3T900：16KHZ方波。T902：16KHZ载频信号，同时可调节RP901改变幅值。T903：32KHZ载频信号，同时可调节RP900改变幅值。T904：T905的反相输出。T905：数字基带信码输入。T906：信号叠加后输出。由开关S950至TT950：解调信号输入。T951：解调电路的工作时钟。调节RP950、RP951、改变CA951上的电容值。T952：解调输出数字基带信码，波形同T904。1-21-21-21-21-21-21-21-2品文档 S什么？九、实验报告要求实验四(2)二相PSK(DPSK)调制实验一:实验目的1、掌握二相PSK(DPSK)调制的工作原理及电路组成。二:预习要求认真预习《通信原理》中关于PSK调制有关章节的内容。三:实验仪器仪表一台一台一台四:实验电路工作原理绝对移相键控(PSK)是直接调相法来实现的，也就是用输入的基带信号直接控制已输入载波相位的变化来实现相位监控。(一)电路组成二相PSK(DPSK)调制电原理图如图10-1所示。二相PSK(DPSK)调制面板图如图10-2所示。(二)电路基本工作原理把它分成绝对相移和相对相移两种方式。所谓绝对移相，就是利用载波不同相位的绝对值来传递信息。号。我们把这种调制方式成为数字相位调制。即移相键控PSK调制在数字通信系统中是极为重要的调制方式，它的抗干扰能力及通频带的利用率分广泛的应用。本实验采用的是二相PSK调制，其它还有四相移相键控(QPSK)、八相移相键控(8PSK)、正交部分响应(QPRS)、十六进制正交调幅(16QAM)等。号的码元时隙传送消息为“1”时，发送相位为号。品文档S(t)=Acos(t+0)1001传送消息“0”时，发送相位为180o的振荡信号：品文档图10-1PSK调制电路图10-2调制电路面板图00000S(t)=0t为其他000S(t)=Acos(t)0t<T101000S(t)=00送的调相信号也相应的为一随机振荡序列，其相位与消息相对应。下面对图10-1的电路图作分析：从电路中可知，来自实验二信号发生器的1.024M方波信号输入至开关S704，经过耦合HCpfCpfR (1K)、RP700(100K)精密可调电位器，组成反相运算变换器。将1.024MHz的方波信号可改变输出信号的频率。由V700(9013)等元件组成的是射随器电路，它起隔离作用。模拟信号的倒相通常采用运放作倒相器，在本实验电路中，如图10－1所示，电路由D704(LM318)、R710(10KΩ)组成，来自1.024MHz载波信号经电阻R710，输入到高速运放益电位器RP701(100K)。品文档电路以及模拟开关电路等，本实验采用的是模拟开关4066作乘法器，4066是一种4路双向模拟开关，其中每一路引脚互相独立。：(1)对控制输入电压的要求：(2)对输入、输出信号的要求：要求输入信号电平Vis或输出端的信号电平Vcs不超越电源电压范围(-Vss~+Vdd)否则会大大降低模拟开关的断开电阻和大大增加模拟开关的导4066的导通电阻Ron≤500Ω，截止电阻Roff≥50MΩ，每路间偏差小于50Ω。(3)对传输信号的要求：电路中，采用+5V、-5V的双电源供电方式。(4)对芯片内不用开关的处理关没有用到，此时应把其余没有用到的模拟开关控制端接到VSS或VDD上，否则在悬空路时应该考虑到。下面再作详细分析4066多路双向模拟开关在本实验电路中的工作原理。由图10-1可知：0相载波与π相载波分别加到模拟开关1：D703A(4066)的输入端 (1脚)、模拟开关2：D703B(4066)的输入端(11脚)，在数字基带信号的信码中，它的正极性加到模拟开关1的输入控制端(13脚)，它反极性加到模拟开关2的输入控制端(12脚)。用来控制两个同频反相载波的通端。当信码为“l”码时，模拟开关1的输入控制端为高电平，模拟开关1导通，输出0相载波，而模拟开关2的输入控制端为低电平，模拟开关2截止。反之，当信码为“0”码时，模拟开关1的输入控制端为低电平，模拟开关1截件下，可获得比其他调制方式(例如：ASK、FSK)更低的误码率，因而这种方式广泛应用在实际通信系统中。收端也必须有这样一个相同的基准相位作参考，如果这个参考相位发生变化(0相变π相或π相变0相)，则恢复的数字信息就会发生0变1或1变0，从而造成错误的恢复。在实际端相对移相(DPSK)方式。DPSK利用前后相邻码元对应的载波相对相移来表示数字信息的一种相移键控方式。设载波相对相移用Δφ表示，(Δφ定义为本码元初相与前一码元初相之差)，而且：Δφ=0时，表示数字信息“0”。则数字信息序列与DPSK信号的相位关系可举例说明如下：品文档数字信息:0011100101DPSK信号相位:000π0πππ00πDPSK信号的产生，通常是将输入信息码(绝对码)经过转码器变成相对码，再去进行二相入转码器，接收BPSK信号时，则不接转码器。K增量调制编码器输出的数据信号或脉冲编码调制PCM编码器输出的数字信号)作为绝对码序列{an}，通过差分编码器变成相对码序列{bn}，然后再用相对码序列,进行绝对移相所谓绝对码：就是以宽带信号码元的电平直接表示数字信息的，如规定高电平代表所谓相对码(差分码)：就是用基带信号码元的电平与前一码元的电平有无变化来表示数字信息的，如规定：相对码中有跳变表示1，无跳变表示0。设输入的绝对码an为1110010码,则经过转码器后输出的相对码bn为1011100，即我们设置S701，使Qm列的电路为一反馈移存器。它的显著特点是：(a)随机特性(b)预先可确定性(c)可重复实现。从而在实际通信领域中等，都用到伪随机码发生器，作为主要的数据源，用来产生伪随机序列。CLKDATA-IN图10-3伪随机序列发生框图由图10-3可知：本实验电路采用可预置数值的16位移存器组成的伪随机序列发生器。将数据写入后通过循环移位得到16位PN码。五:实验内容1、伪随机码的设置11011001010的伪随机码。时已进入伪随机码设置。品文档然后：按“0”(低电平)，“1”(高电平)键设置所需的PN码，改完后按下“确认”键，最后：如想退出伪随机码的设置模块，直接按“设置”键。2、二相PSK调制器做二相PSK实验时，必须把开关K700的1脚与2脚相连接。用内载波发生器产生的信号作输入载波信号，载波输入通过S704选择。观察T700-T706各测量点的波形。3、二相DPSK调制器做二相DPSK实验时，必须把开关K700的2脚与3脚相连接。用内载波发生器产生的信号作输入载波信号，载波输入通过S704选择。加人差分编码器电路来传输二相DPSK信号，观察T700-T706各测量点的波形。六:实验注意事项及主要波形说明LPSK模块。如T704波形太密，按示波器中*10MAG按键，将波形扩张10倍。K700：伪随机码，速率为32KHZ的绝对码。1-2K700：伪随机码，速率为32KHz的相对码。2-3K700：128KHZ方波，码序列为1010码。4-5K700：64KHZ方波，码序列为1100码。5-6S700：伪随机码。1-2S700：增量调制输出。2-31-22-3S703：PSK的0相调制信号输出1-2S703：PSK的π相调制信号输出3-4T700：PSK载波信号输入。T701：数字基带信号伪随机码输出波形。T702：输入0相载波信号。T704/T705：PSK调制信号输出波形T706：PSK调制信号叠加输出波形。品文档七、观察信号的波形参考波形的跳线为：S700、S704、K700、S703、S7032-11-21-21-23-45：T701(绝对码K700)&T707(相对码K700)波形1-22-31、当改变RP701，使“π相载波”点输出正弦波幅度为零时，调制器输出波形怎样？是反相，而用同一个基带信码分别控制两个模拟开关，去调制两个互相倒相的载波，则3、调节RP700会改变载波幅度的大小，在T703测量点，为什么载波增大到一定程度时会出现波形失真?5、设给定一组伪随机码，试画出对这个码组进行DPSK调制的波形。九、实验报告要求2、简述DPSK调制电路的工作原理及工作过程。4、根据实验测试记录(波形、频率、相位、幅度以及时间对应关系)依此画出调制器各品文档实验四(3)二相(PSK,DPSK)解调及系统实验一、实验目的1、掌握二相(PSK、DPSK)解调器的工作原理与系统电路组成。。3、掌握载波锁相环技术指标(同步带、捕捉带)的测试方法。4、掌握二相(PSK，DPSK)系统的主要性能指标的测试方法。二、预习要求认真预习《通信原理》中关于PSK解调有关章节的内容。三、实验仪器材2、信号源3、频率计4、万用表5、通信原理实验箱四、实验电路工作原理(一)电路组成二相PSK(DPSK)解调器的电原理图如图11-1所示。二相PSK(DPSK)解调器的面板图如图11-2所示。二相PSK(DPSK)的载波为1.024KHZ，码元速率32kit/s，16kbit/s可选择。本通信原理实验箱选择有代表性的同相正交环锁相环解调电路作为基本实验，下面分析。(二)实验电路的工作原理一、同相正交环锁相环解调电路。数字调相信号的解调有多种方法，如相干解调法(极性比较法)、相位比较法、锁相环法。本实验采用的是同相正交环锁相环解调电路。1、二相(PSK，DPSK)信号输入电路模拟信号放大电路，进一步输入小信号的二相PSK(DPSK)信号进行放大后送至鉴相1与2分别进行鉴相。提供的。VCO压控振荡器给出两路互相正交的载波信号分别送至两鉴相器，输入的二相 (PSK，DPSK)信号经过两个鉴相器D809A、D809B(4066)分别鉴相后，由低通滤波器D801A、D801B(TL084)滤除载波频率以上的高频分量，分别送入两判决器D803、D802(LM311)进行判决后得到基带信号Ud1与Ud2，其中Ud1中包含着码元信息但无法对VCO压控振荡器D810进行控制。只有将Ud1、Ud2经过D804A(74LS86)基带模拟相乘后，就可以去掉码元信息，得到反映VCO输出信号与输入载波间相位差的误差控制电压，从而实现了对VCO压控振荡器D810(74LS124)的控制。其中还有环路滤波器：R812、RP800及C811(4700pf)等电路组成。品文档图11-1PSK解调器的电原理图图11-2PSK面板图2的控制信号输入端的控制信号分别为0相载波信号与л/2相载波信号。这样经过两鉴相器输出的鉴相信号再通过有源低通滤波器滤掉其高频分量，再由两比较判决去解调出数字基带UdUdR812、RP800、C811滤波后输出了一个平滑的误差控制电压去控制VCO压控振荡器中双电压控制振荡器74LS124中的第一个压控振荡器，它的中心振荡输出频率范围从1HZ到60MHZ(而74LS124的中心振荡频率范围是1HZ到20MHZ)，工作环境温度在0-70℃，当电源电压工作在+5V、t验电路中，调节精密电位器RP801(100KΏ)的阻值，使频率控制输入电压(74LS124的2脚)与范围控制输入电压(74LS124的3脚)基本相等，此时，当电源电压为+5V时，才符S的六脚为使能端，低电平有效，它开启压控振荡器工作；若为高电平时，74S124第二个压控振荡器不用，故12脚与13脚之间不接。当74LS124的第七脚输出的振荡中心振荡频率偏离4.096MHZ时,此时一方面可调节CA800的电容值，另一方面也可调节RP801阻值，用频率计监视测量点T804上的频率值，使其准确而稳定地输出4.096MHZ的方波信号。该4.096MHZ的方波信号经过分频(÷4)电路：D807与D806两次分频变成1.024MHz载波信号，并完成л/2相移相。由D806A(74LS74)输出л/2相去鉴相器2的控制信号输入端D809A(4066)的13脚，由D806B(74LS74)输出0相载波信号去鉴相器变成“0”码，原来的“0”码却变成了“1”码，这对信道传输语言信号影响不大还能进服的办法是在第一级M分频电路D807A(74LS74)的置“1”端(4脚)外接上电阻R821 10KΩ)，按键开关S803。品文档当解调环电路中解调出的数字信息与发端的数字信息相位反相时，即相干信号相位和载波相位反相，则按一下按键开关S803，强迫使它的置“1”端送人高电平，使电路Q端输出为“l”，Q/端输出为“0”，迫使相干信号的相位与载波信号相位同频同相，以消除相位误差。因此我们把用于信号有时也称为0相载波。这是在实验室克服相位模糊的一种最简单的办法。然而，在实际通信当中，是不能用这种方法解决相位模糊的，这点务必请同学们在进行实验时注意。在实际通信应用中，一般不用绝对移相，而应用相对移相，在解调时，采用相位比较法(也叫差分相干解调法)能克服相