现代通信原理实验指导书

1、通通 信信 原原 理理 实验指导书实验指导书 天津商学院信息工程学院通信实验室 目 录 实实验验一一 常常规规双双边边带带调调幅幅与与解解调调实实验验.1 实实验验二二 数数字字与与模模拟拟通通信信终终端端实实验验.1 实实验验三三 模模拟拟通通信信系系统统实实验验.1 实实验验四四 A AS SK K、F FS SK K、P PS SK K( (D DP PS SK K) )调调制制实实验验.1 实实验验五五 A AS SK K、F FS SK K、P PS SK K( (D DP PS SK K) )解解调调实实验验.1 实实验验六六 脉脉冲冲幅幅度度调调制制与与解解调调实实验验.1 实实

2、验验七七 脉脉冲冲编编码码调调制制与与解解调调实实验验.1 实实验验八八 数数字字基基带带传传输输系系统统实实验验.1 实验一实验一 常规双边带调幅与解调实验常规双边带调幅与解调实验 一、实验目的一、实验目的 1掌握常规双边带调幅与解调的原理及实现方法。 2掌握二极管包络检波原理。 3了解常规双边带调幅与解调的优缺点。 4了解抑制载波双边带调幅和解调的优缺点。 二、实验内容二、实验内容 1观察常规双边带调幅的波形。 2观察抑制载波双边带调幅波形。 3观察常规双边带解调的波形。 三、实验仪器三、实验仪器 1信号源模块 2PAM/AM 模块 320M 双踪示波器 一台 4连接线 若干 四、实验原理

3、四、实验原理 1常规双边带调幅原理框图： 低频信号、载波信号通过乘法器（MC1496）得到调幅信号，实际上，为了保证调幅信号的质 量，调幅信号依次通过电压跟随电路（由 TL082 组成）、低通滤波器（由 TL082 组成），最后得 到 AM 调制信号。通过调节调制深度调节电位器，得到抑制载波的双边带调幅信号。 低频信号输入 乘法器 （MC1496） 电压跟随电路 （TL082） 低通滤波器 （TL082） 载波输入 调制深度调节 AM调制输出 2AM 解调原理框图 图 1-2 在解调电路中，采用二极管包络检波对调幅信号进行解调，二极管的作用是实现高频包络检波， 所以要求二极管的正向导通压降越小

4、越好，在这里我们采用的是锗型二极管 IN60，其正向导通电 图 1-1 压 UF0.3V，可以很好的满足要求，利用二极管的单向导电性和检波负载 RC 的充放电过程，就 可以还原出与调幅信号包络基本一致的信号，最后通过放大电路（TL082）得到解调幅输出。 3抑制载波双边带调制 在线性调制器中的调制信号若没有直流分量，则在相乘器的输出信号中将没有载波分量。 )(tm 由于此时的频谱中包含有两个边带，且这两个边带包含相同的信息，所以称为抑制载波调制。这两 个边带分别称为上边带和下边带。通过调节“调制深度调节”，从调幅输出端可以观察抑制载波双 边带调制。 4抑制载波双边带解调 抑制载波双边带解调不能

5、采用包络检波来解调。由频谱可知，如果将已调信号的频谱搬回到原 点位置，即可得到原始的调制信号频谱，从而恢复出原始信号。解调中的频谱搬移同样可用调制时 的相乘运算来实现。但是解调时需要在接收端的电路中加入载波，载波的频率和相位应该和发送端 的一样，故接收电路较为复杂（所以本实验中没有给出抑制载波双边带解调电路）。解调原理框图 如下： 调制信号 s(t)基带信号 m(t) )( )( fH tr t 0 cos 图 1-3 五、实验步骤及注意事项五、实验步骤及注意事项 1将信号源模块、PAM/AM 模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。 2插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下三个

6、模块中的开关 POWER1、POWER2，对应的发光二极管 LED01、LED02 发光，按一下信号源模块的复位键，两 个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实 验，不要带电连线） 3使信号源模块的信号输出点“模拟输出”输出频率为 3.125kHz、峰-峰值为 0.5V 左右的正 弦波, 旋转“64k 幅度调节”电位器使“64k 正弦波”处信号的峰-峰值为 1V。 4用连接线连接信号源模块的信号输出点“模拟输出”和 PAM/AM 模块的信号输入点“AM 音频输入”，以及信号源模块的信号输出点“64k 正弦波”和 PAM/AM 模块的信号输入点“AM

7、 载 波输入”，调节 PAM/AM 模块的电位器“调制深度调节”，同时用示波器观察测试点“调幅输出” 处的波形，可以观察到常规双边带调幅波形和抑制载波的双边带调幅波形。 5观察“AM 载波输入”、“AM 音频输入”、“调幅输出”、“滤波输出”、“解调幅输 出”各点处输出的波形。 6改变“AM 音频输入”的频率及幅度，重复观察各点波形。 7改变“AM 载波输入”的频率及幅度，重复观察各点波形。 六、实验报告要求六、实验报告要求 画出音频信号、载波信号、常规双边带调幅波形、抑制载波的双边带调幅波形、滤波输出和解 调幅输出信号波形。 实验二实验二 数字与模拟通信终端实验数字与模拟通信终端实验 一、实

8、验目的一、实验目的 1、了解终端在整个通信系统中的作用。 2、了解通信系统的质量优劣受哪些因素影响。 3、掌握终端模块的使用方法。 二、实验内容二、实验内容 1、将原始数字基带信号和接收到的数字信号送入终端模块，观察发光二极管的显示，判断是 否出现误码。 2、将接收到的模拟信号送入终端模块，用耳机收听还原出来的信号，从而对整个通信系统信 号传输质量做出结论。 三、实验仪器三、实验仪器 1、信号源模块 2、终端模块 3、20M 双踪示波器 一台 4、立体声耳机 一副 5、连接线 若干 四、实验原理四、实验原理 通信系统的质量优劣很大程度取决于接收系统的性能，因为影响信息可靠传输的不利因素，如 信

9、道特性的不理想及信道中存在噪声等，都将直接作用到接收端。在通信系统中如果没有任何干扰 以及其他可能的畸变，则发送的信息就一定能够被无差错的做出相应的判决，但这种理想情况是不 可能发生的，实际上由于噪声和畸变的作用，必然会造成错误地接受。 本实验箱中的终端模块的主要功能有两个：一是将原始数字基带信号与接收到的数字信号分别 用发光二极管同时显示，根据两组发光二极管的亮灭情况来判断接收到的数字信号中是否出现误码， 进而判断整个通信系统通信质量的优劣；另一个是将接收到的模拟信号经耳机转换为语音信号，通 过与原始语音的声音质量对比来判断系统通信质量好坏。因此整个终端模块也相应的分成两部分， 即终端数字部

10、分和终端模拟部分。 1 1音频信号产生音频信号产生 音频信号有两种：一是由单放机输出的音频信号，该信号在输入前已经过放大，故可以直接输 出（由 T-OUT1 输出），也可以经过 LM386 再放大后由 T-OUT2 输出；另一种音频信号是由实验箱所 配带话筒立体声耳机的话筒部分输入的语音信号，该信号功率太小，必须经过 LM386 的放大后由 T-OUT2 输出。 2 2终端模拟部分终端模拟部分 将接收到的模拟信号从 R-IN 输入，分压后再经 E07（10uF）滤除其直流成分，然后送入音频 功率放大器 U05（LM386）放大后由实验箱所配耳机输出。 3 3终端数字部分终端数字部分 本实验中数

11、字基带信号的接收与发送均为串行通信，每一帧为 24 位。实验时将接收到的数字 信号、位同步信号、帧同步信号分别从输入点“DATA2”、“BS2” “FS2”送入 U04，它为一 可编程逻辑器件，通过其经串/并转换后由发光二极管 D25D48 分别显示；然后再将原始数字基带 信号、位同步信号、帧同步信号分别从输入点“DATA1”、“BS1”、“FS1”送入 U04，经串/并转 换后由发光二极管 D01D24 分别显示。通过比较这两组发光二极管的亮灭情况，就可以直观判断 接收到的数字信号是否出现了误码。 两组数字信号的串/并转换均在 U04 内部完成，其工作原理如下：以位同步信号为时钟，数字 信号

12、逐位移入三片串联的 74164（八位移位寄存器，三级串联后可保存 24 位数据），三片 74164 的输出脚分别连至三片 74374（八上升沿 D 触发器）的输入端，当帧同步信号的上升沿到来时，一 帧完整的数字信号（24 位）恰好全部移入三片 74164，此时三片 74374 开始读数，24 位数字信号 被读入 24 个 D 触发器的 D 端。因为帧同步信号的高电平维持时间小于一位码元的宽度，所以帧同 步信号每来一个上升沿时，74374 只能从外部读入一位数据，其它时间处于锁存状态，从而避免了 数据的错误读写。读入 D 端的数据在触发器时钟的控制下从 Q 端输出驱动发光二极管，从而实现 数据传

13、输的串/并转换。同理，实现数据传输的并/串转换也采用类似的电路，在此不再重述。 特别值得注意的是，送入终端模块的数字信号必须是以 24 位为一帧的周期性信号。 五、实验步骤及注意事项五、实验步骤及注意事项 1将信号源模块、终端模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。 2插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下两个模块中的开关 POWER1、POWER2，对应的发光二极管 LED01、LED02 发光，按一下信号源模块的复位键，两个模块 均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不 要带电连线） 3音频信号的产生实验 将带话筒立体声耳机的话筒

14、插入话筒插座（TRANSMITTER），对着话筒说话，用示波器观测测 试点 T-OUT1、T-OUT2 波形，并比较两测试点波形的区别（T-OUT2 是经放大后的波形）。调节“音 量调节 1”旋钮，观测波形变化。 4模拟信号接收实验 （）连接信号源模块的模拟输出与终端模块的模拟信号输入点“R-IN”，将耳机插入耳机插 座，调节信号源产生的模拟信号的频率，听听耳机里面的声音发生了什么变化？ （）连接测试点 T-OUT2 和 R-IN，将话筒和耳机分别插入话筒（TRANSMITTER）插座、耳机 （EARPHONE）插座中，对着话筒说话，并调节“音量调节 1”旋钮、 “音量调节 2”旋钮，听听耳

15、机能否无差错地还原语音。 5数字信号接收实验 （）关闭所有电源，将信号源模块中的拨码开关 SW01SW05 设置为非全 0 或非全 1 状态， 用连接线按如下接法连接各点： 信号源模块终端模块 NRZ DATA1、DATA2 BS BS1、BS2 FS FS1、FS2 打开各模块电源，按一下终端模块的“复位”开关，使 U04 复位，观察 D01D24 和 D25D48 这两组发光二极管上下各对应位的亮灭情况是否一致。 （）改变信号源模块拨码开关的设置，再次观察两组发光二极管的亮灭情况。 6值得注意的是，在这里我们做的都是最简单的信号接收实验，在后继的实验中，终端模块 将作为衡量通信系统传输质量

16、好坏的工具，希望同学们能够灵活使用。 六、实验报告要求六、实验报告要求 简述实验现象。 实验三实验三 模拟通信系统实验模拟通信系统实验 一、实验目的一、实验目的 1掌握调频立体声的发射与接收的原理和方法。 2掌握调频立体声信号的频谱成分。 3掌握调频立体声发射机和接收机的结构及调试方法。 二、实验内容二、实验内容 1调试调频发射机与接收机的电路特性，实现发射机与接收机的正常通信。 2用接收机接收发射机发射的信号并观察发射机与接收机各点的波形。 3观察各点波形的频谱。 三、实验仪器三、实验仪器 1模拟通信系统模块 220M 双踪示波器 一台 3立体声耳机（带话筒） 一副 4连接线 若干 四、实验

17、原理四、实验原理 1 1FMFM 调制、发送原理框图调制、发送原理框图 左声道L 右声道R 38KHz 振荡器 2分频衰减 L-R L+R 发射机 图- 目前立体声广播普遍采用频率调制来发送，但在调频之前，首先采用抑制载波双边带调制将左 右两个声道信号之差（LR）与左右两个声道信号之和（LR）实现频分复用。立体声广播的调制 信号的频谱如图 3-2： L+R L-R LSB L-R USB SCA 0 50Hz15KHz L+R 立体声信道 立体声导频 L-R 立体声信道副载波 SCA信道副载波 19KHz 23KHz38KHz53KHz60KHz 67KHz 74KHz 图- 上图中 015k

18、Hz 用于传送（LR）信号，2353kHz 用于传送（LR）信号，5975kHz 则用 于辅助通信。 （LR）信号的载波频率为 38kHz，19kHz 处发送一个单频信号用作立体声指示，并作 为接收端提取同频同相相干载波用。 2 2FMFM 接收、解调原理框图接收、解调原理框图 19KHz导频 L+R FM接收机 低通滤波器 带通滤波器 23KHz53KHz 窄带滤波器 19KHz 矩阵网络 （立体声解码器） 平衡乘积检波器 放大器和2倍频器 LR 边带 38KHz副载波 LR 左声道L 右声道R 功率放大器 功率放大器 图- 从 FM 接收机接收到的信号分别作为各滤波器的输入，一路通过一个低

19、通滤波，其上限截止频 率为 15kHz，得到 LR 立体声信号；一路送入一个调谐范围宽的带通滤波器将 LR 双边带分离出 来并输入平衡调制器；一路送入 19kHz 的窄带滤波器，得到 19kHz 的导频信号，再经放大器、2 倍 频器得到 38KHz 的载波信号并输入平衡调制器。从平衡调制器输出 LR 信号，立体声解码器将输 入的 LR、LR 分离为 L 和 R 音频信号，再将它们送到各自的功率放大器。 五、实验步骤及注意事项五、实验步骤及注意事项 1将模拟通信系统模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。 2插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再按下模块中的开关 LED01、LED02，发

20、光二极 管+5V、+12V 发光，表示模块供电已经接入。 3调频发射接收实验 用本模块的调频接收部分，即拨码开关的设置为 1001，这时，TX、RX 灯都亮。考虑到要尽量 消除空间信号的同频干扰，调频发射的频率设为点频，固定为 94MHz。将 30cm 长的鳄鱼夹线作为 天线夹在测试钩 FM-RX 上。 使用本模块的调频接收部分，操作方法如下：同样选用音频信号源输出的 1kHz、1VP-P的正弦 波信号，若有两路音频信号，就分别接入到 R-chTX 和 L-chTX 端；若只有一路音频信号，则接入 R-chTX 或 L-chTX 任一端，另一端空置。戴上耳机，调节电位器 V3（TURNING）

21、，使其调谐于 94MHz，应该听到有规律的脉动（1kHz）。调节输出音频信号的频率，可以听到脉动的频率也在改 变。去掉音频信号源，把话筒插入话筒插座，对着话筒说话，耳机应当听到说话的声音。同时还可 以用示波器观察 R-chRX、L-chTX 处所接收到的音频信号波形。 六、实验报告要求六、实验报告要求 简述实验现象。 实验四实验四 ASKASK、FSKFSK、PSK(DPSK)PSK(DPSK)调制实验调制实验 一实验目的一实验目的 1理解 ASK、FSK 调制的工作原理及电路组成。 2掌握绝对码、相对码的概念以及它们之间的变换关系和变换方法。 3掌握产生 PSK(DPSK)信号的方法。 二、

22、实验内容二、实验内容 1观察 ASK 调制信号的波形。 2观察绝对码和相对码的波形。 3观察 PSK(DPSK)信号波形。 4观察 PSK(DPSK)相干解调器各点波形。 三、实验仪器三、实验仪器 1信号源模块 2数字调制模块 320M 双踪示波器 一台 4连接线 若干 四、实验原理四、实验原理 ASK调调制制实实验验 （）（）2ASK2ASK 调制原理调制原理 模拟开关电路 （74HC4066） ASK载波输入 ASK基带输入 电压比较器 （LM339） 电压跟随电路 （TL082） ASK调制输出 图 41 ASK 基带信号经过电压比较器（LM339） ，输出高/低电平驱动模拟开关（74H

23、C4066）导通/关闭， ASK 载波通过电压跟随电路（TL082）提高带负载能力，然后通过模拟开关电路选择通过/截止，最 后得到 ASK 调制信号输出。 ASK信号输入RC耦合电路 半波整流器 （IN4148） 低通滤波器 （TL082） 抽样判决器 （74HC74） BS信号输入 ASK解调信号 输出 电压比较器 （LM339） 图 42 2 2F FS SK K调调制制实实验验 （）（）2FSK2FSK 调制原理调制原理 模拟开关电路1 （74HC4066） FSK载波输入1 FSK基带输入 电压比较器1 （LM339） 电压跟随电路 （TL082） 模拟开关电路2 （74HC4066）

24、 FSK载波输入2 电压比较器2 （LM339） 电压跟随电路 （TL082） FSK调制输出 图 43 从“FSK 基带输入”输入的基带信号分成两路，一路经过电压比较器 1（LM339）得到同基带信 号极性相同的高/低电平，另一路经过电压比较器 2（LM339）得到同基带信号极性相反的高/低电 平，分别接至模拟开关电路 1、2（74HC4066），因此当基带信号为“1”时，模拟开关 1 打开，模 拟开关 2 关闭，输出第一路载波（FSK 载波输入 1）；当基带信号为“0”时，模拟开关 1 关闭，模 拟开关 2 打开，此时输出第二路载波（FSK 载波输入 2），再通过叠加就得到 FSK 调制信

25、号输出。 3 3P PS SK K（D DP PS SK K）调调制制实实验验 （）（）2DPSK2DPSK 调制原理调制原理 图 44 DPSK 基带信号经过异或门（74HC86）、D 触发器（74HC74）得到基带信号的差分编码信号，D 触发器的时钟信号由 DPSK-BS 输入。同 FSK 一样，差分编码信号分成两路，一路接至模拟开关电路 1（74HC4066），另一路经过反相器（LM339）得到反相的差分编码信号接至模拟开关电路 2（74HC4066），因此当差分编码信号为“1”时，模拟开关 1 打开，模拟开关 2 关闭，输出 DPSK 正相载波；当基带信号为“0”时，模拟开关 1 关闭

26、，模拟开关 2 打开，此时输出 DPSK 反相载波 （DPSK 反相载波是由正相载波经过反相电路（由 TL082 组成）产生的，再通过叠加就得到 DPSK 调 制信号输出。 电路不通过异或门和 D 触发器时产生的信号为 PSK 的调制信号。 五、实验步骤及注意事项五、实验步骤及注意事项 1 1ASK调调制制实实验验 （）将信号源模块、数字调制模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。 （）插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下模块中的开关 POWER1、POWER2，对应的发光二极管 LED01、LED02 发光，按一下信号源模块的复位键，模块均开 始工作。（注意，此处只是验证通电

27、是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带 电连线） （）ASK 调制实验 1）将信号源模块产生的码速率为 15.625kHz (即将 SW04，SW05 拨为 ) 的周期性 NRZ 码（所 谓周期性例如： ）和 64kHz 的正弦波（幅度为 3V 左右）分别送入数字调制模块的信号输入点 “ASK 基带输入”和“ASK 载波输入”。用示波器观察点“ASK 基带输入”和点“ASK 调制输出”输 出的波形。 2）改变送入的基带信号和载波信号，重复上述实验。 F FS SK K调调制制实实验验 （）将信号源模块、数字调制模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。 （）插上电源线，打开主

28、机箱右侧的交流开关，再分别按下模块中的开关 POWER1、POWER2，对应的发光二极管 LED01、LED02 发光，按一下信号源模块的复位键，模块均开 始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带 电连线） （）FSK 调制实验 1）将信号源模块产生的码速率为 15.625kHz 的周期性 NRZ 码和 64kHz 正弦波（幅度为 3V 左右） 及 32kHz 的正弦波（幅度为 3V 左右）分别送入数字调制模块的信号输入点“FSK 基带输入”、 “FSK 载波输入 1”和“FSK 载波输入 2”。用示波器观察点“FSK 基带输入”和点“FSK 调制

29、输出” 输出的波形。 2）改变送入的基带信号和载波信号，重复上述实验。 P PS SK K（D DP PS SK K）调调制制实实验验 （）将信号源模块、数字调制模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。 （）插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下模块中的开关 POWER1、POWER2，对应的发光二极管 LED01、LED02 发光，按一下信号源模块的复位键，模块均开 始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带 电连线） （）PSK 调制实验 1）将信号源模块产生的码速率为 15.625kHz 的周期性 NRZ 码和 64kHz 的正弦

30、波（幅度为 3V 左 右）分别送入数字调制模块的信号输入点“PSK（DPSK）基带输入”和“PSK（DPSK）载波输入”。 2）将数字调制模块中的拨位开关 S01 拨到 0，用示波器观察点“PSK 基带输入”与“PSK 调制 输出”的波形。 3）改变送入的基带信号和载波信号，重复上述实验。 （）DPSK 调制实验 1）将信号源模块的信号输出点“BS”与数字调制模块的信号输入点“DPSK 位同步输入”相连 接，将信号源模块产生的码速率为 15.625kHz 的周期性 NRZ 码和 64kHz 的正弦波（幅度为 3V 左右） 分别送入数字调制模块的信号输入点“DPSK 基带输入”和“DPSK 载波

31、输入”。 2）将数字调制模块中的拨位开关 S01 拨到 1，用示波器观察点“DPSK 基带输入”与“差分编 码输出”输出的波形。用示波器观察点“差分编码输出”和“DPSK 调制输出”的波形。 3）改变送入的基带信号和载波信号，重复上述实验。 六、实验报告要求六、实验报告要求 简述实验现象并画出各测试点的波形曲线。 实验五实验五 ASKASK、FSKFSK、PSK(DPSK)PSK(DPSK)解调实验解调实验 一、实验目的一、实验目的 1理解 ASK、FSK 调制的工作原理及电路组成。 2掌握绝对码、相对码的概念以及它们之间的变换关系和变换方法。 3掌握产生 PSK(DPSK)信号的方法。 二、

32、实验内容二、实验内容 1观察 ASK 调制信号的波形。 2观察绝对码和相对码的波形。 3观察 PSK(DPSK)信号波形。 4观察 PSK(DPSK)相干解调器各点波形。 三、实验仪器三、实验仪器 1信号源模块 2数字调制模块 3数字解调模块 4同步提取模块 520M 双踪示波器 一台 6连接线 若干 四、实验原理四、实验原理 ASK解解调调实实验验 （）（）2ASK2ASK 解调原理解调原理 本实验采用的是包络检波法，ASK 调制信号经过 RC 组成的耦合电路，输出波形可从 OUT1 观察， 然后通过半波整流器（由 1N4148 组成），输出波形可从 OUT2 观察，半波整流后的信号经过低通

33、滤 波器（由 TL082 组成），滤波后的波形可从 OUT3 观察，再经过电压比较器（LM339）与参考电位比 较后送入抽样判决器（74HC74）进行抽样判决，最后得到解调输出的二进制信号。标号为“ASK 判 决电压调节”的电位器用来调节电压比较器的判决电压。判决电压过高，将会导致正确的解调结果 的丢失；判决电压过低，将会导致解调结果中含有大量错码，因此，只有合理选择判决电压，才能 得到正确的解调结果。抽样判决用的时钟信号就是 ASK 基带信号的位同步信号。 ASK信号输入RC耦合电路 半波整流器 （IN4148） 低通滤波器 （TL082） 抽样判决器 （74HC74） BS信号输入 ASK

34、解调信号 输出 电压比较器 （LM339） 图- 2 2F FS SK K解解调调实实验验 （）（） 2FSK2FSK 解调原理解调原理 FSK信号输入 整形1 （LM339） 单稳1 （74HC123） 低通滤波器 （TL082） BS信号输入 FSK解调信号 输出 相加器 （74HC32） 单稳2 （74HC123） 整形2 （LM339） 抽样判决器 （74HC74） 图- 本实验采用的是过零检测法，FSK 信号通过整形 1（LM339）将信号高电平限幅在 5V，这样使 FSK 信号变为 CMOS 电平即矩形波序列，然后分两路分别输入单稳 1、2（74HC123）及相加器 （74HC32

35、） ，就得到了代表 FSK 信号过零点的脉冲序列，单稳 1 和单稳 2 分别被设置为上升沿触发 和下降沿触发，它们与相加器（74HC32）一起共同对 TTL 电平的 FSK 信号进行微分、整流处理。再 通过低通滤波器（由 TL082 组成）滤除高次谐波，再依次通过整形 2 和抽样电路共同构成抽样判决 器，便能得到 FSK 解调信号。其判决电压可通过标号为“2FSK 判决电压调节”的电位器进行调节， 抽样判决用的时钟信号就是 FSK 基带信号的位同步信号。 3 3P PS SK K（D DP PS SK K）解解调调实实验验 （）（）2DPSK2DPSK 解调原理解调原理 DPSK信号输入 乘法

36、器 （MC1496） 放大电路 （TL082） BS信号输入 DPSK解调信号 输出 低通滤波器 （TL082） 载波输入 比较器 （LM339） 抽样判决器 （74HC74） 差分译码电路 （74HC74、74HC86） 本实验采用的是极性比较法，DPSK 信号经过乘法器（MC1496）与载波信号相乘后，可通过 OUT4 观察，然后经过低通滤波器（由 TL082 组成）去除高频成分，得到包含基带信号的低频信号， 再依次经过放大电路（由 TL082 组成）、比较器（LM339）、抽样判决器（74HC74）得到差分编码 的基带信号，最后通过差分译码电路（74HC74、74HC86）还原成绝对码波

37、形即 DPSK 解调信号。其 判决电压可通过标号为“DPSK 判决电压调节”的电位器进行调节，抽样判决用的时钟信号就是 DPSK 基带信号的同步信号，解调中的载波信号就是 DPSK 调制中的同相载波。 电路不通过差分译码产生的信号为 PSK 解调信号。 五、实验步骤五、实验步骤 ASK解解调调实实验验 （）将信号源模块、数字调制模块、数字解调模块、同步提取模块、频谱分析模块小心地固 定在主机箱中，确保电源接触良好。 （）插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下五个模块中的开关 POWER1、POWER2，对应的发光二极管 LED01、LED02 发光，按一下信号源模块的复位键，五个模块

38、 均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不 要带电连线） （）ASK 解调实验 1）将信号源模块的位同步信号（BS）的频率设置为 15.625kHz，将信号源模块产生的 NRZ 码 设置为周期性码，将同步信号提取模块的拨码开关 SW01 的第一位拨上。 2）用信号源模块产生的 NRZ 码为基带信号，合理连接信号源模块与数字调制模块，使数字调 制模块的信号输出点“ASK 调制输出”能输出正确的 ASK 调制波形。 3）将“ASK 调制输出”的输出信号送入数字解调模块的信号输入点“ASK-IN”，观察信号输 出点“ASK-OUT”处的波形，并调节标号为

39、“ASK 判决电压调节”的电位器，直到在该点观察到稳 定的 NRZ 码为止。将该点波形送入同步信号提取模块的信号输入点“NRZ-IN”,再将同步信号提取 模块的信号输出点“位同步输出”输出的波形送入数字解调模块的信号输入点“ASK-BS”，观察信 号输出点“OUT1”、“OUT2”、“OUT3”、“ASK 解调输出”处的波形，并与信号源产生的 NRZ 码 进行比较。 4）改变信号源产生的 NRZ 码的设置，重复上述观察。 F FS SK K解解调调实实验验 （）将信号源模块、数字调制模块、数字解调模块、同步提取模块、频谱分析模块小心地固 定在主机箱中，确保电源接触良好。 （）插上电源线，打开主

40、机箱右侧的交流开关，再分别按下五个模块中的开关 POWER1、POWER2，对应的发光二极管 LED01、LED02 发光，按一下信号源模块的复位键，五个模块 均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不 要带电连线） （）FSK 解调实验 1）将信号源模块的位同步信号（BS）的频率设置为 15.625kHz，将信号源模块产生的 NRZ 码 设置为周期性码，将同步信号提取模块的拨码开关 SW01 的第一位拨上。 2）将信号源模块产生的 NRZ 码为基带信号，合理连接信号源模块与数字调制模块，使数字调 制模块的信号输出点“FSK 调制输出”能输出正确的

41、FSK 调制波形。 3）将点“FSK 调制输出”的输出信号送入数字解调模块的信号输入点“FSK-IN”，观察信号 输出点“FSK-OUT”处的波形，并调节标号为“FSK 判决电压调节”的电位器，直到在该点观察到 稳定的 NRZ 码为止。将该点波形送入同步信号提取模块的信号输入点“NRZ-IN”,再将同步信号提 取模块的信号输出点“位同步输出”输出的波形送入数字解调模块的信号输入点“FSK-BS”，观察 信号输出点 “单稳输出 1”、“单稳输出 2”、“过零检测”、“滤波输出”、“FSK 解调输出” 处的波形，并与信号源产生的 NRZ 码进行比较。 4）改变信号源产生的 NRZ 码的设置，重复上

42、述观察。 P PS SK K（D DP PS SK K）解解调调实实验验 （）将信号源模块、数字调制模块、数字解调模块、同步提取模块、频谱分析模块小心地固 定在主机箱中，确保电源接触良好。 （）插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下五个模块中的开关 POWER1、POWER2，对应的发光二极管 LED01、LED02 发光，按一下信号源模块的复位键，五个模块 均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不 要带电连线） （）PSK 解调实验 1）将信号源模块的位同步信号的频率恢复为 15.625kHz，用信号源模块产生的 NRZ 码为基带 信号

43、，将同步信号提取模块的拨码开关 SW01 的第一位拨上。将数字解调模块中的拨位开关 S01 拨 到 0，合理连接信号源模块与数字调制模块，使数字调制模块的信号输出点“PSK 调制输出”能输 出正确的 PSK 调制波形。 2）将“PSK 调制输出”的输出信号送入数字解调模块的信号输入点“PSK-IN”，将“PSK 调制 输出”的波形送入同步信号提取模块的信号输入点“S-IN”，使信号输出点“载波输出”能输出提 取出的正确的载波信号，再将该点的输出波形送入数字解调模块的信号输入点“载波输入”，观察 信号输出点“PSK-OUT”处的波形，并调节标号为“PSK/DPSK 判决电压调节”的电位器，直到在

44、该 点观察到稳定的 NRZ 码为止(电位器 W01 可调节乘法器的平衡度，该处在出厂时已经调好，请勿自 行调节)。将点“PSK-OUT”输出的波形送入同步信号提取模块的信号输入点“NRZ-IN”，再将同步 信号提取模块的信号输出点“位同步输出”输出的波形送入数字解调模块的信号输入点“PSK-BS”， 观察信号输出点“OUT4”、“PSK 解调输出”处的波形，并与信号源产生的 NRZ 码进行比较。可将 信号源产生的 NRZ 码与“PSK 解调输出”进行比较，可观察到“倒 ”现象。 3）改变信号源产生的 NRZ 码的设置，重复上述观察。并观察当提取出的载波在两种不同相位 时，输出的 NRZ 码有何

45、异同。 （）DPSK 解调实验 1）将信号源模块的位同步信号的频率恢复为 15.625kHz，用信号源模块产生的 NRZ 码为基带 信号，将同步信号提取模块的拨码开关 SW01 的第一位拨上。将数字调制模块中的拨位开关 S01 拨 到 1，合理连接信号源模块与数字调制模块，使数字调制模块的信号输出点“DPSK 调制输出”能输 出正确的 DPSK 调制波形。 2）将“DPSK 调制输出”的输出信号送入数字解调模块的信号输入点“DPSK-IN”，将“DPSK 调制输出”的波形送入同步信号提取模块的信号输入点“S-IN”，使信号输出点“载波输出”能输 出提取出的正确的载波信号，再将该点的输出波形送入

46、数字解调模块的信号输入点“载波输入”， 观察信号输出点“DPSK-OUT”处的波形，并调节标号为“PSK/DPSK 判决电压调节”的电位器，直 到在该点观察到稳定的 NRZ 码为止(电位器 W01 可调节乘法器的平衡度，该处在出厂时已经调好， 请勿自行调节)。将点“DPSK-OUT”输出的波形送入同步信号提取模块的信号输入点“NRZ-IN”， 再将同步信号提取模块的信号输出点“位同步输出”输出的波形送入数字解调模块的信号输入点 “PSK-BS”，观察信号输出点“OUT4”、 “DPSK 解调输出”处的波形，并与信号源产生的 NRZ 码 进行比较。 3）改变信号源产生的 NRZ 码的设置，重复上

47、述观察。并观察当提取出的载波在两种不同相位 时，输出的 NRZ 码有何异同。 六、实验报告要求六、实验报告要求 简述实验现象并画出各测试点的波形曲线。 实验六实验六 脉冲幅度调制与解调实验脉冲幅度调制与解调实验 一、实验要求一、实验要求 1理解脉冲幅度调制的原理和特点。 2理解抽样定理的定义。 二、实验内容二、实验内容 1观察基带信号、脉冲幅度调制信号、抽样时钟的波形，并注意观察它们之间的相互关系及 特点。 2改变基带信号或抽样时钟的频率，多次观察波形。 三、实验仪器三、实验仪器 1信号源模块 2PAM/AM 模块 320M 双踪示波器 一台 4连接线 若干 四、实验原理四、实验原理 1PAM

48、 调制电路调制电路 从 PAM 音频输入端口输入的是 2kHz 的正弦波，通过隔直电容 C05 去掉模拟信号的直流电平， 然后通过射随电路提高带负载能力，输入到模拟开关 74HC4066，由于实际上理想的冲激脉冲串物 理实现困难，这里采用窄脉冲代替（频率为 64K 的方波）从 PAM 时钟输入端口输入，当方波为高 电平时，模拟开关导通正弦波通过并从调制端口输出；当方波为低电平时，模拟开关截止正弦波不 能通过，无波形输出。 图- 2PAM 解调电路解调电路 图- 若要解调出原始语音信号即 2kHz 的正弦波，则将该调制信号通过截止频率为 4kHz 的低通滤 波器，因为抽样脉冲的频率 64kHz

49、远高于频率为 2kHz 的输入信号，则通过低通滤波器之后高频的 抽样信号被滤除。PAM 调制信号先经过射随电路提高带负载能力，然后通过二阶的低通滤波电路 将其滤除。 五、实验步骤及注意事项五、实验步骤及注意事项 1将信号源模块、PAM/AM 模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。 2插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下三个模块中的开关 POWER1、POWER2，各个模块对应的发光二极管 LED01、LED02 发光，按一下信号源模块的复 位键，三个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开 电源做实验，不要带电连线） 3将信号源模块产生的

50、2kHz（峰-峰值在 2V 左右，从信号输出点“模拟输出”输出）的正弦波 送入 PAM/AM 模块的信号输入点“PAM 音频输入”，将信号源模块产生的 62.5kHz 的方波（从信号 输出点 64K 输出）送入 PAM/AM 模块的信号输入点“PAM 时钟输入”，观察“调制输出”和“解调输 出”测试点输出的波形。 六、实验报告要求六、实验报告要求 简述实验现象并画出各测试点的波形曲线。 实验七实验七 脉冲编码调制与解调实验脉冲编码调制与解调实验 一、实验要求一、实验要求 1掌握脉冲编码调制与解调的基本原理。 2定量分析并掌握模拟信号按照 13 折线 A 律特性编成八位码的方法。 3通过了解大规

51、模集成电路 TP3067 的功能与使用方法，进一步掌握 PCM 通信系统的工作流程。 二、实验内容二、实验内容 1观察脉冲编码调制与解调的整个变换过程，分析 PCM 调制信号与基带模拟信号之间的关系， 掌握其基本原理。 定量分析不同幅度的基带模拟正弦信号按照 13 折线 A 律特性编成的八位码，并掌握该编 码方法。 三、实验仪器三、实验仪器 1信号源模块 2模拟信号数字化模块 320M 双踪示波器 一台 4连接线 若干 四、实验原理四、实验原理 脉冲编码调制（PCM）与解调通信系统的原理框图如下： 图- 本实验模块采用大规模集成电路 TP3067 对语音模拟信号进行 PCM 编解码。TP306

52、7 在一个芯 片内部集成了编码电路和译码电路，是一个单路编译码器。其编码速率为 2.048MHz，每一帧 8 位 数据，采用 8kHz 帧同步信号。模拟信号在编码电路中，经过抽样、量化、编码，最后得到 PCM 编码信号。在单路编译码器中，经变换后的 PCM 码是在一个时隙中被发送出去的，在其他的时隙 中编译码器是没有输出的，即对一个单路编译码器来说，它在一个 PCM 帧（32 个时隙）里，只在 一个特定的时隙中发送编码信号。同样，译码电路也只是在一个特定的时隙（此时隙应与发送码 发送端 模拟 信源 抽样器 预滤 波器 模拟 终端 波形编码器 量化、编码 数字 信道 波形 解码 器 重建滤波器

53、抽样保持、低 通 接收端 数据的时隙相同，否则接收不到 PCM 编码信号）里才从外部接收 PCM 编码信号，然后再译码输出。 五、实验步骤及注意事项五、实验步骤及注意事项 1将信号源模块、模拟信号数字化模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。 2插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下二个模块中的相应开关 POWER1、POWER2，对应的发光二极管 LED01、LED02 发光，按一下信号源模块的复位键，二个模块 均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不 要带电连线） 3对任意频率、幅度的模拟正弦信号脉冲编码调制与解调实验对任意频率、

54、幅度的模拟正弦信号脉冲编码调制与解调实验 （1）将信号源模块中 BCD 码分频值（拨码开关 SW04、SW05）设置为 （分频后“BS”端输出 频率即为基频 2.048MHz），模拟信号数字化模块中拨码开关 S1 设置为 0000，“编码幅度”电位器 逆时针旋转到顶。 （2）信号源模块产生一频率为 2kHz，峰-峰值约为 2V 的正弦模拟信号，由“模拟输出”端送 入到模拟信号数字化模块的“S-IN”端，再分别连接信号源模块的信号输出端“64K”、“8K”、 “BS”与模拟信号数字化模块的信号输入端“CLKB-IN”、“FRAMEB-IN”、“2048K-IN”。开电， 观察“PCMB-OUT”

55、端 PCM 编码。（因为是对随机信号进行编码，所以建议使用数字存储示波器观察。 ） （3）断电，分别连接模拟信号数字化模块上编译码时钟信号“CLKB-IN”和“CLK2-IN”，帧 同步信号“FRAMEB-IN”和“FRAME2-IN”，PCM 编译码信号输出点“PCMB-OUT”和信号输入点 “PCM2-IN”。开电，观察并比较基带模拟信号“S-IN”和解调信号“JPCM”。 （4）改变正弦模拟信号的幅度及频率，观察 PCM 编码信号和解调信号随之的波形变化情况， 同时注意观察满载和过载时的脉冲幅度和解调信号波形，超过音频信号频带范围时的解调信号波形。 4用模拟示波器定量观察用模拟示波器定量观察 PCMPCM 八位编码实验八位编码实验 注：该模