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通信原理实验指导书(樊昌信).pdf

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TLS-T302 型通信原理与课题设计实验讲义 目 录 第一章 通信原理与课题设计实训平台 ............................................................ 1 一、实训平台的结构组成及功能叙述.............................................................. 1 二、实训类别...................................................................................................... 4 第二章 通信原理基础知识实训 ........................................................................ 7 实验一 CPLD 可编程数字信号发生器实训 .................................................. 7 实验二 模拟信号发生器实训........................................................................ 15 实验三 信宿模块(即功放、喇叭模块).................................................... 21 实验四 抽样定理与 PAM 系统实训 ............................................................. 23 实验五 PCM 编码、译码原理实训 .............................................................. 30 实验六 △M 编码、译码原理实训 ............................................................... 38 实验七 FSK 调制、解调原理实训 ............................................................... 47 实验八 PSK/DPSK 调制、解调原理实训.................................................... 55 实验九 基带无码间串扰及眼图实验............................................................ 66 第三章 小课题设计搭试与调试 ...................................................................... 71 课题 1 用 CPLD 可编程器件编程设计各种数字信号 ................................ 71 课题 2 用数字逻辑电路设计产生各种数字信号......................................... 73 课题 3 用运算放大器电路设计音频信号源................................................. 75 课题 4 PAM 实验教学系统与抽样定理的小课题设计 ............................... 77 课题 5 脉冲编码调制 PCM 硬件系统电路的设计 ...................................... 79 课题 6 PCM 对编码时钟要求可变时的软件设计 ....................................... 83 课题 7 FSK 硬件系统课程设计 .................................................................... 85 课题 8 PSK 硬件系统课程设计 .................................................................... 91 课题 9 同相正交环锁相环提取载波的硬件电路设计................................. 93 课题 10 用 MCS-51 单片机电路实现提取数字位同步............................... 95 课题 11 用码型变换专用芯片实现 AMI / HDB3 的编译码 ....................... 97 课题 12 眼图电路搭试、调整与观察分析................................................. 100 1
TLS-T302 型通信原理与课题设计实验讲义 课题 13 通信实验平台系统专用稳压电源的设计..................................... 102 第四章 二次开发实验 .................................................................................... 104 课题 14 时分多路(PCM)系统硬件与软件编程的实现 ........................ 104 课题 15 简单增量调制小系统的设计......................................................... 104 课题 16 利用数字电路实现对 PCM 编码时序且系统自环正常工作 ...... 104 课题 17 利用 CPLD 可编程实现对 PCM 编码时序且系统自环正常工作 104 课题 18 DPSK 系统中绝对码与相对码小课程实现 ................................. 104 第五章 开放与研究实验 ................................................................................ 104 课题 19 DBPSK(差分二相相移键控)调制解调器................................ 104 课题 20 数字锁相法位同步......................................................................... 104 课题 21 数字式频率合成器......................................................................... 104 课题 22 (7.4)循环汉明码编码器.............................................................. 104 课题 23 (7.4)循环汉明码译码器.............................................................. 105 课题 24 增量调制(△―∑)编译码的软件仿真系统课程设计............. 105 课题 25 增量调制(△―∑)编译码的硬件系统设计............................. 105 课题 26 时频调制器的研究与实现............................................................. 105 注:部分实验未列入本目录,请学生参考相关资料或与公司联系。 2
TLS-T302 型通信原理与课题设计实验讲义 第一章 通信原理与课题设计实训平台 一、实训平台的结构组成及功能叙述 平台由通信原理基本实验、课题设计搭试与调试、二次开发实验探究三大 块组成。 <一> 通信原理实验部分 通信原理实验主要是验证性实验,模块设计突出了通信系统各主要部件原 理和信息传输过程的实训,模块间连接由学生自主设计,能灵活地构成多种信 息传输系统和多种复用、复接形式,有利于建立完整通信系统概念。模块组成 及功能叙述如下: 1、数字信号时序产生模块 EPM7128 芯片,可编程输出各种数字信号。可进行自编码设计,长“0”、 长“1”码输出,完成绝对码、相对码转换等功能。 1
TLS-T302 型通信原理与课题设计实验讲义 2、模拟信号产生模块 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。 3、信宿模块 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。 4、抽样定理模块 完成抽样定理的验证实验及 PAM 通信系统实验。 5、增量编码译码模块 完成增量调制的编码译码实验,可进行独立模块或系统实验。 注:提供了三种编译码时钟 6、PCM 编码译码模块 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:提供了三种编译码时钟 7、FSK 调制解调模块 完成频移键控 FSK 调制解调实验。 注:①可对方波,伪随机码等信号进行调制输出; ②可对已调信号进行放大或衰减输出; ③可完成本实验箱的自环单工通信实验; 8、PSK 调制解调模块 完成相移键控 BPSK(DPSK)调制解调实验。 注:①可对方波,伪随机码等信号进行调制输出; ②可对已调信号进行放大或衰减输出; ③可完成本实验箱的自环单工通信实验。 2
TLS-T302 型通信原理与课题设计实验讲义 9、数字同步提取及眼图观察模块 ①完成对 CPLD 产生的伪随机码、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; ②完成数字基带信号的眼图观察实验。 <二> 课题设计实训和二次开发探究部分 课题设计实训和二次开发探究两部分主要培养学生的自主创新能力;模块提 供了面包板开发区、信源 PLCC44 封装开发区、输出显示接口开发区、液晶显示 接入接口开发区、晶振接入接口、信号转接接口、键盘接入接口、计算机通信 接口、用户电话接入接口和芯片接口等部分组成;设计突出了灵活实用的特点, 再提供与之配套的成熟的课题设计题目,可以使学生自行设计组装各种高中低 难度的电路,活学活用,有效提高学生的动手能力。模块组成及功能叙述如下: 1、面包板开发区 用于自行设计搭设器件电路。 2、信源 PLCC44 封装开发区 插入 44 脚 CPLD 芯片,可自行设计编程输出各种数字信号。 3、输出显示接口开发区 应设计电路需要自行连接发光二极管。 4、液晶显示接入接口开发区 可连接液晶显示器,供电路使用。 5、晶振接入接口 自行设计接入晶振,产生所需主时钟频率。 6、程序下载接口 可将设计好的程序考入信源,产生所需信号。 7、键盘接入接口 接入键盘,供电路使用。 3
TLS-T302 型通信原理与课题设计实验讲义 8、计算机通信接口 可与计算机联机,完成设计实验。 9、用户电话接入接口 提供用户电话接口,进行用户摘挂机检测,可发送语音信号,接收语音 信号。 10、芯片接口 可接入大小不同规格的芯片供实验使用。 二、实训类别 本平台能完成四大类别实训。包括: 一、通信原理基础知识实训 实训一、CPLD 可编程数字信号发生器实训 实训二、模拟信号发生器实训 实训三、CPLD 自编程实训 实训四、取样定理及 PAM 系统实训 实训五、PCM 编码、译码原理实训 实训六、△M 编码、译码原理实训 实训七、FSK 调制、解调原理实训 实训八、PSK/DPSK 调制、解调原理实训 实训九、基带有/无码间串扰传输系统特性调整实训 实训十、多种数字传输系统眼图比较观察实训 二、小课题设计、搭试与调试 课题 1 用 CPLD 可编程器件编程设计各种数字信号 课题 2 用数字逻辑电路设计产生各种数字信号 课题 3 用运算放大器电路设计音频信号源 课题 4 PAM 实验教学系统与抽样定理的小课题设计 4
TLS-T302 型通信原理与课题设计实验讲义 课题 5 脉冲编码调制 PCM 硬件系统电路的设计 课题 6 PCM 对编码时钟要求可变时的软件设计 课题 7 增量调制(△―∑)编译码的硬件系统设计 课题 8 FSK 硬件系统课程设计 课题 9 PSK 硬件系统课程设计 课题 10 同相正交环锁相环提取载波的硬件电路设计 课题 11 用 MCS-51 单片机电路实现提取数字位同步 课题 12 用码型变换专用芯片实现 AMI / HDB3 的编译码 课题 13 眼图电路搭试、调整与观察分析 三、二次开发实验 课题 14 时分多路(PCM)系统硬件与软件编程的实现 课题 15 简单增量调制小系统的设计 课题 16 利用数字电路实现对 PCM 编码时序且系统自环正常工作 课题 17 利用 CPLD 可编程实现对 PCM 编码时序且系统自环正常工作 课题 18 DPSK 系统中绝对码与相对码小课程实现 四、开放与研究实验 课题 19 DBPSK(差分二相相移键控)调制解调器 课题 20 数字锁相法位同步 课题 21 数字式频率合成器 课题 22 (7.4)循环汉明码编码器 课题 23 (7.4)循环汉明码译码器 课题 24 增量调制(△―∑)编译码的软件仿真系统课程设计 五、仪器配置及相关说明 1、 TLS-T302 通信原理实验箱一台 2、 20M 双踪模拟示波器一台 3、 铜铆孔连接线若干 5
TLS-T302 型通信原理与课题设计实验讲义 4、 电源线一根 5、 电话单机(配双水晶头电话线)二部 说明: 实验时,示波器的幅度档一般设置在 2V 档,探头 1X 无衰减,接地夹子应先 接地。 一般情况下,本实验平台上元器件的标号都是按照模块划分的。如标号 TP301 和 TPX01 的方式,“TP”即表示测量点,“301”和“X01”中的“3”和“X” 表示功能模块,“01”表示编号。关于模块的编号划分见书后“附录一”,要求 根据元器件的标号能很快找到其在平台上的具体位置。 标号的首字母意思: TP 表示波形测量点或信号输入输出铜铆孔; U 表示芯片集成电路; R 表示电阻; C 表示普通电容; E 表示电解电容; J 表示接插件; JZ 表示晶振或晶体; K 表示选择开关; VR 表示电位器等。 6
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