logo资料库

通信原理实验（信号源模块，双边带调制等实验）.doc

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：4.86M 资料格式：doc 举报 版权申诉
第1页 / 共30页
第2页 / 共30页
第3页 / 共30页
第4页 / 共30页
第5页 / 共30页
第6页 / 共30页
第7页 / 共30页
第8页 / 共30页
资料共30页，剩余部分请下载后查看
    实验一 信号源实验
    一、实验目的
    二、实验内容
    三、实验仪器
    四、实验原理
    五、实验步骤
    六、课后扩展题
    实验二 信道与眼图实验
    一、实验目的
    二、实验内容
    三、实验仪器
    四、实验原理
    五、实验步骤
    六、课后扩展题
    实验四 常规双边带调幅与解调实验（AM）
    一、实验目的
    二、实验内容
    三、实验仪器
    四、实验原理
    五、实验步骤
    六、课后扩展题
    实验七 频分复用实验（FDM）
    一、实验目的
    二、实验内容
    三、实验仪器
    四、实验原理
    五、实验步骤
    六、课后扩展题
    实验九 脉冲编码调制与解调实验（PCM）
    一、实验目的
    二、实验内容
    三、实验仪器
    四、实验原理
    五、实验步骤
    六、课后扩展题
    实验十一 时分复用实验（TDM）
    一、实验目的
    二、实验内容
    三、实验仪器
    四、实验原理
    五、实验步骤
    六、课后扩展题
    实验十五 2FSK调制与解调实验
    一、实验目的
    二、实验内容
    三、实验仪器
    四、实验原理
    五、实验步骤
    六、课后扩展题
    实验二十九 循环码编译码实验
    一、实验目的
    二、实验内容
    三、实验仪器
    四、实验原理
    五、实验步骤
    实验二十六 位同步信号提取实验
    一、实验目的
    二、实验内容
    三、实验仪器
    四、实验原理
    五、实验步骤
    六、课后扩展题
    实验一 信号源实验 一、实验目的 1、了解通信系统的一般模型及信源在整个通信系统中的作用。 2、掌握信号源模块的使用方法。 二、实验内容 1、对应液晶屏显示，观测 DDS 模拟信源输出波形。 2、观测各路数字信源输出。 3、观测正弦点频信源输出。 4、模拟语音信源耳机接听话筒语音信号。 三、实验仪器 1、信号源模块 2、带话筒立体声耳机 3、20M 双踪示波器 四、实验原理 1、通信系统的一般模型 通信系统的一般模型如下图 1-1 所示。 一块 一副 一台 图 1-1 通信系统的一般模型 信源的作用是把各种消息转换成原始电信号。根据消息的种类不同，信源可分为模拟信 源和数字信源。模拟信源输出连续的模拟信号，如话筒的语音信号；数字信源则输出离散的 数字信号，如 NRZ 码信号。 信号源模块大致分为 DDS 模拟信源、数字信源、正弦点频信源和模拟语音信源几部分。 2、DDS 模拟信源 DDS 直接数字频率合成模拟信源输出波形种类、频率、幅度及方波 B 占空比均可通过 “DDS 信源按键”调节（具体的操作方法见“实验步骤”），并对应液晶屏显示波形信息。 正弦波输出频率范围为 1Hz～200KHz，幅度范围为 200mV～4V。 三角波输出频率范围为 1Hz～20KHz，幅度范围为 200mV～4V。 锯齿波输出频率范围为 1Hz～20KHz，幅度范围为 200mV～4V。 方波 A 输出频率范围为 1Hz～50KHz，幅度范围为 200mV～4V，占空比 50％不变。 方波 B 输出频率范围为 1Hz～20KHz，幅度范围为 200mV～4V，占空比以 5％步进可调。 输出波形如下图 1-2 所示。
    图 1-2 DDS 模拟信源信号波形 3、数字信源 （1）数字时钟信号 24.576M：钟振输出时钟信号，频率为 24.576MHz。 2048K： 类似方波的时钟信号输出点，频率为 2048 KHz。 64K： 32K： 8K： 64K、32K、8K 波形要求两两对应，在上升边沿对齐，如下图 1-3 所示。 方波时钟信号输出点，频率为 64 KHz。 方波时钟信号输出点，频率为 32KHz。 方波时钟信号输出点，频率为 8KHz。
    图 1-3 数字时钟信号波形 （2）伪随机序列 PN15： N＝15 位的 m 序列输出点，码型为 1111 0101 1001 000，15 位一周期循环。 PN31： N＝31 位的 m 序列输出点，码型为 1111 1001 1010 0100 0010 1011 1011 000， 31 位一周期循环。 PN511：N＝511 位的 m 序列输出点，511 位一周期循环。 （3）24 位 NRZ 码信源 24 位 NRZ 码型由“NRZ 码型选择”拨码开关 SW01、SW02、SW03 任意设置； 码速率由“码速率选择”拨码开关 SW04、SW05 任意设置。 拨码开关 SW04、SW05 的作用是改变分频器的分频比。每 4 位对应 BCD 码的 1 位， 来分别表示分频比的千位、百位、十位、个位。 用于分频的主频是 768KHz，4 位 BCD 码最大表示为“9”，大于“9”的均认为是“9”。 例如：SW04、SW05 设置为 00000001 00101000，表示对 768KHz 主频 128 分频，此时 测试点“BS”输出位同步频率为 6 KHz，“NRZ”码速率为 6Kbps。 NRZ： 24 位 NRZ 码输出点，码速率数值上等于位同步信号 BS 的频率，码型可通过拨 码开关 SW01、SW02、SW03 改变，24 位一周期循环。 BS： 24 位 NRZ 码的位同步信号输出点，方波，频率由“码速率选择”拨码开关确定。 2BS： 对应 2 倍位同步信号频率值的方波输出点。 FS： 帧同步信号输出点，窄脉冲，高电平对应 24 位 NRZ 码第一位码元的前半位。 NRZ、FS、2BS、FS 波形要求两两对应，在上升边沿对齐，如下图 1-4 所示。
    图 1-4 NRZ 码信源输出信号波形 4、正弦点频信源 1K 正弦基波：1KHz 正弦波输出点，波形关于地对称，Vp-p＝1V±0.3V。 2K 正弦基波：2KHz 正弦波输出点，波形关于地对称，调节“2K 调幅”旋转电位器 P03， 幅度范围：200mV±200mV～5V±1V。 192K 正弦载波：192KHz 正弦波输出点，波形关于地对称，Vp-p＝3.6V±0.4V。 384K 正弦载波：384KHz 正弦波输出点，波形关于地对称，调节“384K 调幅”旋转电 位器 P04，幅度范围：200mV±200mV～5V±1V。 5、模拟语音信源 话筒语音信号先进入音频放大电路，然后从“T－OUT”测试点输出。 接收到的语音信号从“R－IN”测试点输入，经音频放大电路送入耳机中接听。 两个旋转电位器“T 音量调节”和“R 音量调节”调节两个音频放大电路的放大倍数。 五、实验步骤 1、将信号源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，再按下信号源模块中的电源开关，对应 的发光二极管灯亮，信号源模块开始工作。（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、DDS 模拟信源 （1）按键“波形选择”，“DDS－OUT”测试点输出波形种类在正弦波、三角波、锯齿 波、方波 A、方波 B 间循环切换。 （2）按键“步进选择”，“DDS－OUT”测试点输出波形频率步进值在 1KHz、10KHz、 1Hz、50Hz 间循环切换。
    （3）按键“＋1”或“－1”，“DDS－OUT” 测试点输出波形频率增加或减少相应的 步进值。 （4）当输出波形选择“方波 B”时，按键“功能切换”，此时液晶屏显示“步进”切换 为“占空比”。再按键“＋1”或“－1”，方波 B 占空比由 0％开始，每次增加或 减少 5％。再次按键“功能切换”，此时液晶屏显示“占空比”切换回“步进”。 （5）按键“复位”，“DDS”测试点输出波形 2KHz 正弦波，频率步进值为 1KHz。 说明：按“复位”键后，设置的方波 B 的占空比信息仍保存；若断电后再开电，方波 B 的占空比还原为 0％。 （6）“DDS－OUT”的波形信息应与液晶屏显示对应。 （7）“DDS－OUT”测试点输出波形幅度可由“DDS 调幅”旋转电位器 P05 调节，波 谷值为 0，波峰值在 200mV～4V 间变化。 （8）对应液晶屏显示，示波器观测“DDS－OUT”测试点波形，掌握 DDS 模拟信源 的使用方法。 4、数字信源 （1）示波器观测各路数字时钟信号。 （2）示波器观测各路伪随机序列。 （3）任意设置“NRZ 码型选择”拨码开关和“码速率选择”拨码开关，示波器观测 24 位 NRZ 码信源信号。 5、正弦点频信源 调节两个“调幅”旋转电位器，示波器观测四路正弦点频信源信号波形。 6、模拟语音信源 连接测试点“T－OUT”与“R－IN”，将耳机和话筒插入相应的音频插座，一边说 话一边调节两个“音量调节”旋转电位器 P01、P02，直至耳机能听到清晰的说话声音。 六、课后扩展题 什么是“DDS 直接数字频率合成模拟信源”？它的基本原理是什么？ 有兴趣的同学可以查阅相关资料，搭建硬件电路，编写软件程序，自主开发，实现一个 简单的 DDS 模拟信源。 或在实验箱配套的 CPLD 二次开发模块、DSP 二次开发模块的硬件平台上，完成“直接数 字频率合成实验”。 实验二 信道与眼图实验 一、实验目的 1、掌握用眼图来定性评价基带传输系统性能。 2、掌握信道与眼图模块的使用方法。 二、实验内容 1、信号送入高斯白噪信道，调节噪声功率大小，观测信道输出。 2、数字基带传输信道观测眼图。
    三、实验仪器 1、信号源模块 2、信道与眼图模块 3、20M 双踪示波器 4、虚拟仪器（选配） 5、频谱分析仪 四、实验原理 一块 一块 一台 一块 一台 1、高斯白噪 本实验中我们用伪随机序列模拟高斯白噪声。伪随机噪声具有类似于随机噪声的一些统 计特性，同时又便于重复产生和处理。由于它具有随机噪声的优点，又避免了它的缺点，因 此获得了日益广泛的实际应用。目前广泛应用的伪随机噪声都是由数字电路产生的周期序列 （经滤波等处理后）得到的。我们把这种周期序列称为伪随机序列。通常产生伪随机序列的 电路为一反馈移存器。它又可分为线性反馈移存器和非线性反馈移存器两类。 由线性反馈移存器产生出的周期最长的二进制数字序列称为最大长度线性反馈移存器 序列，通常简称为 m 序列。由于 m 序列的均衡性、游程分布、自相关特性和功率谱与上述随 机序列的基本性质很相似，所以通常认为 m 序列属于伪噪声序列或伪随机序列。用 m 序列的 这一部分频谱作为噪声产生器的噪声输出，虽然这种输出是伪噪声，但是多次进行某一测量， 都有较好的重复性。将 m 序列进行滤波，就可取得上述功率谱均匀的部分作为输出。 实验中，“噪声功率调节”旋转电位器用来控制叠加在信号上的噪声功率的大小。 2、传输畸变和眼图 一个实际的基带传输系统，尽管经过了精心的设计，但要使其传输特性完全符合理想情 况是困难的，甚至是不可能的。因此，码间干扰也就不可能避免。我们知道，码间干扰问题 与发送滤波器特性、信道特性、接收滤波器特性等因素有关，因而计算由于这些因素所引起 的误码率就非常困难，尤其在信道特性不能完全确知的情况下，甚至得不到一种合适的定量 分析方法。眼图就是一种能够方便地估计系统性能的实验手段。这种方法的具体做法是：用 一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器水平扫描周期，使其与接收码元的 周期同步。这时就可以从示波器显示的图形上观察出码间干扰和噪声的影响，从而估计出系 统性能的优劣程度。所谓眼图就是指示波器显示的图形，因为在传输二进制信号波形时，它 很像人的眼睛。 为了说明眼图和系统性能之间的关系，我们把眼图简化为一个模型，如图 2-1 所示。该 图表述了下列意思： （1）眼图张开部分的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样、再生的时间间隔。 显然，最佳抽样时刻应是“眼睛”张开最大的时刻； （2）对定时误差的灵敏度可由眼图的斜边之斜率决定，斜率越陡，对定时误差就越灵 敏； （3）图中的阴影区的垂直高度表示信号畸变范围； （4）图中央的横轴位置对应判决门限电平； （5）在抽样时刻上，上下两阴影区的间隔距离之半为噪声的容限，即若噪声瞬时值超 过这个容限，就有可能发生错误判决。
    图 2-1 眼图模型 五、实验步骤 1、将信号源模块、信道与眼图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电源开关，对 应的发光二极管灯亮，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、高斯白噪信道 （1）将信号源模块任一测试点信号（建议“24.576M”时钟信号除外），送入高斯白噪 信道“输入”点。 （2）示波器观测“噪声”测试点，为位数较长的伪随机序列，示波器无法稳定观测。 （3）观测“噪声”的频谱，应为伪随机序列的频谱，逼近高斯白噪的频谱特性。 这里可采用频谱分析仪或选配的虚拟仪器进行信号频谱分析。 （4）示波器观测“输出”测试点，调节“噪声功率调节”旋转电位器 P01。逆时针旋 转到底时无失真，顺时针增大噪声功率，且输出信号波形上叠加的噪声越明显。 （5）观测“输出”测试点信号的频谱随噪声功率大小的变化情况。 4、观测眼图 （1）信号源模块“码速率选择”拨码开关设置为 3 分频，即拨为 00000000 00000011。 （2）此时，将 256K 码速率的 NRZ 码或任一伪随机序列，例如 PN15，送入“256K” 数字基带传输信道“输入”测试点。 （3）示波器设定为外触发方式，即选择为“Ext”触发。1 通道接“256K”数字基带传 输信道“输出”，“EXT TRIG”外触发通道接信号源模块“BS”，调节“256K 码 速率带限信道”“眼图调节”旋转电位器，观测眼图“眼睛”张开/闭合过程。 注： 数字基带传输系统实验中，时分复用信号的码速率为 256K，送入 256K 数字基带 传输信道观测眼图；时分复用信号经单极性码型变换后，BPH/CMI 编码的码速 率为 512K，送入 512K 数字基带传输信道观测眼图。“512K 码速率带限信道”观 测眼图的操作步骤与之相同。信道与眼图模块作为工具模块之一，本实验中仅要 求掌握其使用方法，在今后的实验中再具体使用到。 六、课后扩展题 回顾《模拟电子技术基础》等教材中关于滤波器设计的相关内容。推荐《电子线路设计、 实验、测试》（华中科技大学出版社 谢自美主编）“RC 有源滤波器的快速设计”一节内容。
    有兴趣的同学可自行设计一个无源或者有源的滤波器，模拟有限带宽信道。在面包板上 搭建硬件电路，通过观测滤波器的输出，检验滤波器设计的质量好坏。 熟悉 Pspice 软件使用的同学，在搭建硬件电路之前，还可先软件仿真来验证。 实验四 常规双边带调幅与解调实验（AM） 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法原理。 3、了解调幅信号的频谱特性。 4、了解常规双边带调幅的优缺点。 二、实验内容 1、完成常规双边带调幅，观测 AM 信号的波形及其频谱。 2、采用二极管包络检波法，解调 AM 信号。 三、实验仪器 1、信号源模块 2、模拟调制模块 3、模拟解调模块 4、20M 双踪示波器 5、带话筒立体声耳机 四、实验原理 台 一块 一块 一块 一 一副 幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅，使之随调制信号作线性变化的过程。幅 度调制器的一般模型如图 4-1 所示。 设调制信号 ( )m t 的频谱为 ( 图 4-1 幅度调制器的一般模型 )M  ，冲激响应为 ( )h t 的滤波器特性为 ( )H  ，则该模型 输出已调信号的时域和频域一般表达式为 t  c   ( ) h t s m ( ) t   S m ( )   ( )cos m t 1  2 M (   c  )  M ( )    H  ) (  c 式中， c 为载波角频率， ( H   。 ( ) h t )
    分享到：
    赞 收藏

    相关推荐

    资料库

    课程资源

    共收录17145份资料，累计13个分类，关注成员有19位，主要包括：PHP,网络管理,网页制作,Java,.Net,数据库,3G/移动开发,C/C++,游戏开发,嵌入式,讲义,软件测试,专业指导

    热门标签

    PHP 网络管理 网页制作 Java .Net 数据库 3G/移动开发 C/C++ 游戏开发 嵌入式 讲义 软件测试 专业指导

    最新资料