通信原理实验课件制作

通信原理实验通信原理综合实验系统概述测试模块D/A模块调制模块噪声模块解调模块DSP/FPGA模块A/D模块电话1ADPCM1PAMCVSD发ADPCM2CVSD收电话2HDB3DTMF2DTMF12显示模块345实验内容

第一部分数字调制技术第二部分语音编码技术第三部分码型变换技术第四部分通信系统及综合测试JH5001型通信原理综合实验系统6第一部分数字调制技术

实验一FSK传输系统实验

返回7实验一FSK传输系统实验一.FSK调制1.FSK基带信号观测2.发端同相支路和正交支路信号时域波形观测3.发端同相支路和正交支路信号的李沙育(x-y)波形观测4.连续相位FSK调制基带信号观测5.FSK调制中频信号波形观测二.FSK解调1.解调基带FSK信号观测2.解调基带信号的李沙育(x-y)波形观测3.接收位同步信号相位抖动观测4.抽样判决点波形观测5.解调器位定时恢复与最佳抽样判决点波形观测6.位定时锁定和位定时调整观测7.观察在各种输入码字下FSK的输入/输出数据返回8FSK基带信号观测实验步骤：1.选择1码，观察测试点TPi03,测量FSK基带波形周期

2.选择0码,再测一次.返回9发端同相支路和正交支路信号时域波形观测实验步骤：观测TPi03与TPi04两点的波形,分别输入全1(或全0码),测量其两信号是否满足正交关系.返回10发端同相支路和正交支路信号的李沙育(x-y)波形观测实验步骤：

将示波器设置在（x-y）方式，可从相平面上观察TPi03和TPi04的正交性，其李沙育应为一个圆。通过菜单选择在不同的输入码型下进行测量。

返回11连续相位FSK调制基带信号观测实验步骤：1.TPM02是发送数据信号，TPi03是基带FSK波形。通过菜单选择为0/1码输入数据信号，以TPM02作为同步信号。观测TPM02与TPi03点波形应有明确的信号对应关系。并且，在码元的切换点发送波形的相位连续。2.通过菜单选择为特殊序列码输入数据信号，重复上述测量步骤.返回12FSK调制中频信号波形观测实验步骤：1.选择0/1码输入数据信号，以TPM02作为同步信号,观测TPM02与TPK03点波形有明确的信号对应关系。2.选择特殊序列码输入数据信号，重复上述测量步骤。

3.断开跳线器Ki01或Ki02，重复上述测量步骤。观测信号波形的变化，分析变化原因。

返回13FSK基带信号观测1码的基带信号.0码的基带信号返回14发端同相支路和正交支路信号时域波形观测

TPi03和TPi04满足正交关系返回15发端同相支路和正交支路信号的李沙育(x-y)波形观测李沙育图形返回16连续相位FSK调制基带信号观测0/1码特殊码序列返回17FSK调制中频信号波形观测0/1码断开ki01或ki02特殊码序列返回18解调基带FSK信号观测实验步骤：用中频电缆连结KO02和JL02,测量解调基带信号测试点TPJ05，用TPM02作同步.1.选择1码（或0码），观测TPJ05测量其信号周期。

2.选择为0/1码（或特殊码），观测TPJ05,根据观测结果，分析解调端的基带信号与发送端基带波形（TPi03）不同的原因.

返回19解调基带信号的李沙育(x-y)波形观测实验步骤：

将示波器设置在（x-y）方式，观察TPJ05和TPJ06的波形。

1.选择1码（或0码），仔细观测其李沙育信号波形。2.选择为0/1码（或特殊码），仔细观测李沙育信号波形返回20接收位同步信号相位抖动观测实验步骤：

用发送时钟TPM01信号作同步，选择不同的测试序列测量接收时钟TPMZ07的抖动情况。思考：为什么全0或全1码下观察不到位定时的抖动？返回21抽样判决点波形观测实验步骤：KL01设置在2_3位置，调整电位器WL01,观察抽样判决点TPN04波形的变化。观察时，示波器的扫描时间取大于2ms级较为合适，观察效果较好。返回22解调器位定时恢复与最佳抽样判决点波形观测实验步骤：

TPMZ07为接收端DSP调整之后的最佳抽样时刻输入m序列，观察TPMZ07（以此信号作同步）和TPN04波形的之间的相位关系.返回23位定时锁定和位定时调整观测实验步骤：

1.输入为m序列时，观察TPM01（以此信号作同步）和TPMZ07（收端最佳判决时刻）之间的相位关系。

2.不断按确认键，观察TPMZ07的调整过程和锁定后的相位关系。

3.输入全1或全0码时重复该实验，解释原因。断开JL02接收中频环路，观测TPM01和TPMZ07之间的相位关系，并解释测量结果的原因。返回24观察在各种输入码字下FSK的输入/输出数据实验步骤：

通过菜单选择为不同码型输入数据信号，观测TPM04点输出数据信号是否正确。观测时用TPM02点信号同步。

返回25解调基带FSK信号观测1码(或0码)特殊码0/1码返回26李沙育图形解调基带信号的李沙育(x-y)波形观测返回27接收位同步信号相位抖动观测TPMZ07抖动图.全0和全1下接收数据没有跳变沿,译码器无论从何时开始译码均能正确译码,译码器无须译码,当然就看不到位定时的抖动了.返回28抽样判决点波形观测抽样判决点波形返回29解调器位定时恢复与最佳抽样判决点波形观测TPMZ07在TPN04的中间点.返回30位定时锁定和位定时调整观测全0或全1时可能的相位关系全0或全1时可能的相位关系m序列时,TPMZ07与TPM01相位关系按确认也如此.注释:全0或全1时也存在上左图的相位关系.在断开JL02时,TPMZ07与TPM01的相位关系是不固定的,收端不能从发端过来的信号提取时钟信号,所以是随机的.返回31观察在各种输入码字下FSK的输入/输出数据0/1码全0或全1特殊码返回32

第二部分语音编码技术实验二ADPCM编译码器系统返回33实验二ADPCM编译码器系统实验目的：

1.了解语音编译码器的工作原理，验证ADPCM编译码原理；

2.熟悉ADPCM时钟信号信号、编码数据和输出时钟之间的关系3.了解ADPCM专用大规模集成电路的工作原理和应用；

4.熟悉语音数字化技术的主要指标及测量方法；

实验内容：ADPCM编码1.输出时钟和抽样时钟信号观测

2.抽样时钟信号与ADPCM编码数据测量

ADPCM译码1.ADPCM译码器输出模拟信号观测返回34输出时钟和抽样时钟信号观测实验步骤：

加电后,菜单选择“ADPCM”编码方式.观测TP504和TP503，以TP504做同步。分析和掌握ADPCM编码抽样时钟信号与输出时钟的对应关系。返回35抽样时钟信号与ADPCM编码数据测量

实验步骤：1.观测TP504和TP502，以TP504做同步。分析和掌握ADPCM编码输出数据与抽样时钟信号、输出时钟的对应关系2.将K501设置在T位置，KO01设置在1_2位置。将K502设置在T位置，调整电位器W501改变发通道的信号电平。观测TP502随输入信号电平变化的关系。

返回36ADPCM译码器输出模拟信号观测实验步骤：

K501设置在T位置、K502在N位置、K504设置在LOOP位置。用函数信号发生器产生一频率为1004Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入J005和J006（地）.1.观测TP506和TP501，以TP501做同步。定性的观测译码恢复出的模拟信号质量。2.测试信号频率固定在1004Hz，改变测试信号电平，定性的观测译码恢复出的模拟信号质量。观测信噪比随输入信号电平变化的相关关系。

3.将测试信号电平固定在2Vp-p，调整测试信号频率，定性的观测译码恢复出的模拟信号质量。观测信噪比随输入信号频率变化的相关关系。返回37输出时钟和抽样时钟信号观测TP504时钟8KTP503时钟256K返回38抽样时钟信号与ADPCM编码数据测量注释:上图是TP504与TP502关系图,不论调不调W501,图形都是这样,这是放在扩展10倍之后看到的.之所以调W501不变化,是因为它是差分的,不随信号的电平变化而变化.返回39ADPCM译码器输出模拟信号观测注释:上左图是在1000HZ,2Vp-p时的关系;右图是在频率固定,改变电平时,电平增加,导致译码输出畸变,S/N下降;另外当电平固定,提高频率,S/N下降,如果频率超过4KHZ左右,TP506观察不到信号,幅度趋于0.返回40

第三部分码型变换技术实验一AMI/HDB3码型变换实验返回41实验一AMI/HDB3码型变换实验实验目的：1.了解二进制单极性码变换为AMI/HDB3码的编码规则2.熟悉HDB3码的基本特征；

3.熟悉HDB3码的编译码器工作原理和实现方法；

4.根据测量和分析结果，画出电路关键部位的波形；

实验内容：1.AMI码编码规则验证

2.AMI码译码和时延测量

3.AMI编码信号中同步时钟分量定性观测

4.AMI译码位定时恢复测量

5.HDB3码变换规则验证

6.HDB3码译码和时延测量

7.HDB3编码信号中同步时钟分量定性观测

8.HDB3译码位定时恢复测量返回42AMI码编码规则验证实验步骤：

1.KD01设置在M位置、KD02设置在2_3位置、KD03设置在AMI位置（右端）。2.将KX02设置在2_3位置，观测TPD01和TPD05波形及TPD08波形，用TPD01同步。3.将KX02设置在1_2位置，重复上述测试步骤。

4.将KD01拨除，将示波器探头从TPD01测试点移去，使输入数据端口悬空产生全1码。重复上述测试步骤。

5.将KD01拨除，用一短路线一端接地，另一端十分小心地插入测试孔TPD01，使输入数据为全0码（或采用将示波器探头接入TPD01测试点上，使数据端口不悬空，则输入数据亦为全0码）。重复上述测试步骤。

返回43AMI码译码和时延测量实验步骤：

1.将KD01设置在M位置，KX02设置在1_2位置；KP02设置在HDB3位置2.观测TPD01和TPD07，用TPD01同步。问：AMI编码和译码的的数据时延是多少？3.将KX02设置在2_3位置，重复上译步骤测量，问：此时AMI编码和译码的的数据时延是多少？返回44AMI编码信号中同步时钟分量定性观测

实验步骤：

1.将KD01设置在M位置，KX02设置在1_2位置，KP02设置在HDB3位置。

2.

将KD02设置在2_3位置，测量TPP01波形；然后将KD02设置在1_2位置，观测TPP01波形。3.将KD02设置在2_3位置，重复上述测试步骤。

4.使输入数据为全“0”码（方法见1），重复上述测试步骤。返回45AMI译码位定时恢复测量实验步骤：

1.将KD01设置在M位置，KX02设置在1_2位置，KP02设置在HDB3位置2.先将KD02设置在2_3位置，测量TPD02和TPD06波形，用TPD02同步。再将KD02设置在1_2位置，观测TPD02和TPD06波形。3.将KD02设置回2_3位置，再将KD01拨除，使输入数据为全1码或全0码（方法见1）。重复上述测试步骤。

思考：为什么在实际传输系统中使用HDB3码？用其他方法行吗（如扰码）？

返回46HDB3码变换规则验证实验步骤：

1.将KD01设置在M位置，KD02设置在2_3位置，KD03设置在HDB3位置。2.将KX02设置在2_3位置，观测TPD01和TPD05波形及TPD08波形，用TPD01同步。3.将KX02设置在1_2位置，重复上述测试步骤。

4.使输入数据端口悬空产生全1码（方法同1），重复上述测试步骤。5.使输入数据为全0码（方法同1），重复上述测试步骤。返回47HDB3码译码和时延测量实验步骤：1.将KD01设置在M位置，KX02设置在1_2位置，KP02设置在HDB3位置。

2.观测TPD01和TPD07波形，用TPD01同步。问：HDB3编码和译码的的数据时延是多少？3.将KX02设置在2_3位置，重复上译步骤测量。问：此时HDB3编码和译码的的数据时延是多少，为什么？

返回48HDB3编码信号中同步时钟分量定性观测实验步骤：

1.将KD01设置在M位置，KX02设置在1_2位置，KP02设置在HDB3位置。2.将KD02设置在2_3位置，测量TPP01波形；然后将KD02设置在1_2位置，观测TPP01波形变化。思考：HDB3编码信号转换为双极性码和单极性码中那一种码型时钟分量丰富。

3.将KD02设置在2_3位置，使输入数据为全“1”码，重复上述测试步骤4.使输入数据为全“0”码，重复上述测试步骤。分析总结：HDB3码与AMI码有何不一样的结果？

返回49HDB3译码位定时恢复测量实验步骤：

1.将KD01设置在M位置，KX02设置在1_2（或2_3）位置，KP02设置在HDB3位置。2.先将KD02设置在2_3位置，测量点TPD02和TPD06波形，用TPD02同步。然后，再将KD02设置在1_2位置，观测TPD02和TPD06波形。3.将KD02设置回2_3位置，再将跳线开关KD01拨除，使输入数据为全1码或全0码（方法见1）。重复上述测试步骤。

返回50AMI码编码规则验证7位m序列双极性0码单双极性1码单双极性15位m序列单极性7位m序列单极性15位m序列双极性返回51AMI码译码和时延测量7位m序列输出与输入，时延不太能肯定，因其是短周期15位m序列输出与输入，时延请自己测量返回52AMI编码信号中同步时钟分量定性观测15位m序列单极性时钟能量丰富1码双极性时钟能量小15位m序列双极性时钟能量小1码单极性时钟能量丰富长连0，AMI失步，无时钟能量长连0，AMI失步，无时钟能量返回53AMI译码位定时恢复测量单极性收发时钟同步双极性收发时钟不同步。可以通过采用HDB3或加扰码解决。返回54HDB3码变换规则验证全1码HDB3编码全0码HDB3编码15位m序列HDB3编码7位m序列HDB3编码返回55HDB3码译码和时延测量15位m序列，时延自己观察7位m序列，时延自己观察返回56HDB3编码信号中同步时钟分量定性观测15位m序列双极性时钟能量小1码双极性时钟能量小0码双极性时钟能量小0码单极性时钟能量丰富1码单极性时钟能量丰富15位m序列单极性时钟能量丰富返回57HDB3译码位定时恢复测量双极性时，收时钟与发时钟不同步单极性时，收发时钟同步返回58第四部分通信系统及综合测试实验一BPSK(DBPSK)调制+汉明码系统测试返回59实验一BPSK(DBPSK)调制+汉明码系统测试实验目的：1.加深信道调制解调器在通信系统中的地位及作用

2.熟悉信道误码对话音通信业务的影响

3.加深认识纠错编码在通信系统中的作用及性能

实验内容:实验前准备工作1.汉明编译码器在实际传输信道下的检错和纠错性能测量

2.加噪环境的ADPCM话音通信质量测量

3.加噪环境的CVSD话音通信质量测量

4.BPSK调制、解调器系统故障对通信信号的影响测试

5.将调制方式设置为DBPSK方式重复上述所有实验返回60BPSK(DBPSK)调制+汉明码系统测试前工作准备准备工作：

1.先按实验指导说明文档中要求设置各选择开关；

2.将SWC01设置在H_EN，开关位置；将KW01、KW02设置在CH位置，KW03设置在工作ON位置；将KC01设置在DT-SYS；3.将KL01设置在1_2位置，KL02设置在1_2位置。4.将SW01设置最小噪声（），此时信噪比较高；

5.用中频电缆连接K002和JL02，建立中频自环；

6.将2部电话机分别接入PHONE1和PHONE2插座。

7.加电后，用示波器测量测试点TPMZ07有脉冲则系统运行正常。

8.通过菜单选择“BPSK传输系统”，“外部数据信号”，“ADPCM编码”方式。

返回61汉明编译码器在实际传输信道下的检错和纠错性能测量

实验步骤：

将误码仪按书上要求进行连接并予以设置。观测TPW03的波形。在加入汉明编译码系统时和去除汉明编译码系统时分别通过噪声模块噪声电平选择开关SW01逐渐增加噪声电平，降低信噪比，测量各级误码率返回62加噪环境的ADPCM话音通信质量测量

实验步骤：

1.将SWC01中ADPCM数据接入，开关位置；通过电话拨号接通电话，通过电话机1讲话，听ADPCM1至ADPCM2方向经过调制、加噪、纠错信道传输的话音信号质量。

2.通过噪声模块噪声电平选择开关SW01将噪声增加（），降低信噪比。重复上述测量步骤。3.重复上述操作逐渐降低信噪比，直至最小。返回63加噪环境的CVSD话音通信质量测量

实验步骤：

CVSD话音编码方式的设置：

1.先按准备工作设置各跳线，然后将SWC01设置为，去掉ADPCM方式，将外部输入信号选择开关KC01设置在CVSD位置；

2.将K701设置在N位置，K702设置在F位置；

3.将K801设置在PAM位置，K901、K902设置在CH位置4.将K203设置CVSD位置。

测试方法同ADPCM话音业务测试，请学生自己组织实施。

返回64BPSK调制、解调器系统故障对通信信号的影响测试

实验步骤：

通过断开中频测试信号、解调器相干载波失锁（开环及改变频差）、调制输入数据信号选择错误、汉明编译码使能开关设置错误等设置不同的故障。让同学通过观测故障现象和测量，分析故障原因，培养学生分析问题和解决问题的能力。具体测试在老师的指