通信原理的实验.doc

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书资料大小：4.85M 资料格式：doc 举报版权申诉

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第一章实验系统概述

1.1 概述

1.2 电路组成概述

1.3通信原理实验箱用户使用说明书

第二章数字调制技术

实验一 FSK传输系统实验

一、实验原理和电路说明

（一）FSK调制

（二）FSK解调

（三）FSK系统性能

二、实验仪器

三、实验目的

四、实验内容

（一）FSK调制

（二）FSK解调

（三）FSK系统性能测试

五、实验报告

实验二 BPSK传输系统实验

一、实验原理和电路说明

（一）BPSK调制

（二）BPSK解调

（三）BPSK系统性能

二、实验仪器

三、实验目的

四、实验内容

（一）BPSK调制

（二）BPSK解调

（三）BPSK系统性能测量

五、实验报告

实验三 DBPSK传输系统实验

一、实验原理和电路说明

二、实验仪器

三、实验目的

四、实验内容

（一）DBPSK调制

（二）DBPSK解调

（三）DBPSK系统性能测量

五、实验报告

实验四汉明码系统

一、实验原理和电路说明

二、实验仪器

三、实验目的

三、实验内容

五、实验报告

第三章语音编码技术

实验一 PAM编译码器系统

一、实验原理和电路说明

二、实验仪器

三、实验目的

四、实验内容

五、实验报告

实验二 PCM编译码器系统

一、实验原理和电路说明

二、实验仪器

三、实验目的

四、实验内容

（一）PCM编码器

（二）PCM译码器

（三）系统性能指标测量

五、实验报告

实验三 ADPCM编译码器系统

一、实验原理和电路说明

二、实验仪器

三、实验目的

四、实验内容

（一）ADPCM编码器

（二）ADPCM译码器

（三）系统性能指标测量

五、实验报告

实验四连续可变斜率增量调制CVSD(Continuously Variable Slope De

一、实验原理和电路说明

二、实验仪器

三、实验目的

四、实验内容

（一）CVSD编码器

（二）CVSD译码器

（三）系统性能指标测量

五、实验报告

第四章码型变换技术

实验一 AMI/HDB3码型变换实验

一、实验原理和电路说明

二、实验仪器

三、实验目的

四、实验内容

五、实验报告

实验二 CMI码型变换实验

一、实验原理和电路说明

二、实验仪器

三、实验目的

四、实验内容

五、实验报告

第五章数字复接技术

实验一帧成形及其传输实验

一、实验原理和电路说明

二、实验仪器

三、实验目的

四、实验内容

五、实验报告

实验二帧同步提取系统实验

一、实验原理和电路说明

二、实验仪器

二、实验目的

三、实验内容

第六章电话接口技术

实验一用户环路接口实验

一、实验原理和电路说明

二、实验仪器

三、实验目的

四、实验内容

五、实验报告

实验二双音多频检测实验

一、实验原理

二、实验仪器

三、实验目的

四、实验内容

五、实验报告

第七章通信系统及综合测试

实验一时分复用（TDM）通信系统综合实验

一、实验原理

实验二 HDB3线路编码通信系统综合测试

一、实验原理

实验三 BPSK（DBPSK）调制+汉明码系统测试

一、实验原理

目录第一章实验系统概述 1.1 概述 1.2 电路组成概述 1.3 通信原理实验箱用户使用说明书第二章数字调制技术实验一 FSK 传输系统实验实验二 BPSK 传输系统实验实验三 DBPSK 传输系统实验实验四汉明码系统第三章语音编码技术实验一 PAM 编译码器系统实验二 PCM 编译码器系统实验三 ADPCM 编译码器系统实验四连续可变斜率增量调制 CVSD 第四章码型变换技术实验一 AMI/HDB3 码型变换实验实验二 CMI 码型变换实验第五章数字复接技术实验一帧成形及其传输实验实验二帧同步提取系统实验第六章电话接口技术实验一用户环路接口实验实验二双音多频检测实验第七章通信系统及综合测试实验一时分复用（TDM）通信系统综合实验实验二 HDB3 线路编码通信系统综合测试实验三 BPSK（DBPSK）调制+汉明码系统测试附录（电路原理图） 1 1 1 6 8 8 24 44 53 62 62 68 73 78 86 86 94 101 101 107 110 110 116 120 120 121 122 123

第一章实验系统概述 1.1 概述通信原理综合实验系统中，涉及有数字调制解调技术、纠错编译码技术、语音编码技术、数字复接技术、基带传输技术、电话接口技术、数字接口技术等。该系统将当今的核心技术和新器件融入通信原理课程，其具有以下特点： 1. 先进性：数字信号处理（DSP）技术+PFGA 技术； 2. 全面性：通过这些测试接口，可以对每一种电路模块的功能和性能有一个全面的了解。 3. 系统性：每个电路测试模块可以放入多个系统中进行综合实验， 4. 基础性：与当今通信原理课程和教学大纲结合紧密； 5. 使用性：便于老师对实验内容的组织和实施。 1.2 电路组成概述在通信原理综合实验系统中，主要由下列功能模块组成： 1、显示控制模块 2、 FPGA 初始化模块 3、信道接口模块 4、 DSP+FPGA 处理模块 5、 D/A 模块 6、中频调制模块 7、中频解调模块 8、 A/D 模块 9、测试模块 10、 11、汉明译码模块汉明编码模块 1

12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、噪声模块电话接口（1、2）模块 DTMF（1、2）模块 PAM 模块 ADPCM（1、2）模块 CVSD 发模块 CVSD 收模块帧传输复接模块帧传输解复接模块 AMI/HDB3 码模块 CMI 编码模块 CMI 译码模块模拟锁相环模块数字锁相环模块在该硬件平台中，模块化功能较强，其电路布局见图 1.2.1 所示。对于每一个模块，在 PCB 板上均由白色线条将其明显分割开来，每个测试模块都能单独开设实验，便于教学与学习。在通信原理综合实验系统中，电源插座与电源开关在机箱的后面，电源模块在该实验平台电路板的下面，它主要完成交流220V 到+5V、+12V、-12V 的直流变换，给整个硬件平台供电。在平台上具有友好的人机接口界面设计，学生可以通过键盘选择相应的工作模式与设置有关参数。菜单可选择方式及设置参数 1.3 一节。通信原理综合实验系统通过下面几个端口与外部进行连接： 1. JH02（实验箱左端同步口模块内）：同步数据接口方式。该接口电平特性为 RS422，通过该端口接收外部来的发送数据，并送入调制器中；同时将解调器解调之后的数据通过该端口送往外部设备。在该接口中，还包括调制解 2

模块电话 1 1 模块 A D P C M 模块 P A M 发模块 C V S D D T M F 2 接续控制 D T M F 1 收模块 C V S D 2 模块 A D P C M 电话 2 模块模块复接模块模块环模块 H D B 3 码 C M I 编码模拟锁相码模块 C M I 译解复接模块液晶显示与键盘输入图 1 . 2 1 . 通信原理综合实验系统布局图同步接口汉明编码终端 A 译码汉明数字锁相环 D S P + F P G A 模块测试模块 / D A 模块调制模块噪声模块解调模块 / A D 模块模块 D C D C / 终端 B 电源 3

调器提供的收发时钟信号。在使用 RS422 接口时需要通过菜单设置，选择调制器输入信号为“外部数据信号”。 2. K002（实验箱中上部左端的中频 Q9 连接器）：为中频发送信号连接器，调制后的中频信号通过该口对外输出，一般通过中频同轴电缆送入信道仿真平台（JH6001）或自环送到接收端设备。 JL02（实验箱中上部右端的中频 Q9 连接器）：从信道中来的中频信号（如加 3. 噪后的中频信号、无线衰落后的低中频信号）由该端口输入，送入解调模块中进行解调。 4. J007（数字测试信号输入）、J005（模拟测试信号输入）、J006（地）（在实验箱左端的信号输入接头）：为测试信号输入湍，用于向通信原理综合实验系统中送入各种测试信号。测试信号的输入能否加入测试模块还与测试模块的跳线器设置有关，具体见测试步骤。 5. JF01、JG01：标准异步数据端口 A（JF01）和 B（JG01）。A 到 B 的异步传输经过信道传输，B 到 A 为直通方式。通信原理综合实验系统接口布局见图 1.2.2 所示。中频输出中频输入 K002 JL02 终端数据端口 B JG01 PHONE2 终端数据端口 A 同步数据端口测试输入信号 JF01 JH02 J007 J005 J006 PHONE1 通信原理实验系统图 1.2.2 通信原理综合实验系统接口布局示意图在通信原理综合实验系统中，为便于学习和实验，各项实验内容是以模块进行划分，每个测试模块可以单独开设实验。各模块之间的系统连接见图 1.2.3 所示。由图可以看出， 4

在系统中通信双方的传输信道是不对称的。从用户电话 1 向用户电话 2 的信号支路是以无线信道传输技术为主，信号流程为：用户电话接口 1→话音编码 1→汉明纠错编码→信道调制→加噪信道→信道解调→汉明译码 →话音解码 2→用户电话接口 2。从用户电话 2 向用户电话 1 的信号支路是以有线信道传输技术为主，信号流程为：用户电话接口 2→话音编码 2→信道复接→线路编码（HDB3/CMI）→线路译码→信道解复接 →话音解码 1→用户电话接口 1。 FSK BPSK DBPSK DTMF 检测 2 DTMF 检测 1 交换处理模块汉明编码信道调制信道解调汉明译码噪声无线传输信道有线传输信道话音编解码电话接口 2 数据终端 2# 信号解复接线路译码编码位同步恢复信号复接话音编码数据地址码 m 序列帧标志 PCM ADPCM CVSD 数据终端 1# 电话接口 1 话音编解码话音编码数据地址码显示 m 序列输出帧标志同步 HDB3 CMI 图 1.2.３各电路测试模块间连接框图这样设计实验系统的目的是为了在不增加成本的条件下最大限度的增加系统实验内容，加强学生的动手能力，便于将各测试模块放在不同系统中进行测试、比较，加强学生对各模块在系统中的地位、作用、性能的掌握，使学生对通信系统有一个较全面的了解，同时老师可以根据实验实际课时对实验项目进行组织和优化。在每一个模块中，都有测试点与测试插座对应信号点的定义。 5

1.3 通信原理实验箱用户使用说明书在通信原理综合实验系统中，各模块的功能实现，需初始化不同的 FPGA 程序与数字信号处理 DSP 程序，并对它们进行一定的管理。这些都是通过操作界面，让学生进行选择、控制。在系统加电之后，系统按照上次关机前选择的模式进行初始化，在这期间 DSP+FPGA 模块中的初始化灯（DV01）熄灭。当初始化完成之后，初始化灯亮。在这之后大约经过 5 秒钟之后，完成相应模式参数的设置。在这过程中，液晶显示器一直显示以下内容：通信原理实验完成初始化与参数设定后，液晶显示：调制方式选择之后，将等待学生的输入，学生必须按下箭头键（除复位键外，其它键将不起作用），将进入前一次学生选择的界面。学生通过上、下箭头键进行下列菜单的选择：菜单１：调制方式选择（该菜单上只有下箭头和右箭头起作用）菜单２： FSK 传输系统菜单３： BPSK 传输系统菜单４： DBPSK 传输系统菜单 5：输入数据选择菜单 6：外部数据信号菜单 7：全１码菜单 8：全０码菜单 9：０／１码 6

菜单１0：特殊码序列菜单１1： m 序列菜单１2：工作方式选择菜单１3：匹配滤波菜单 14： PCM（在该菜单上只有上箭头和左箭头起作用）菜单 15： ADPCM 通过上下箭头，学生可以在菜单１到菜单 15 之间移动，对已选择的模式或参数的菜单打勾，否则显示小手。如要选择某一种模式，当移至该菜单时按确认键即可。当学生可在菜单 2 到菜单 4 任一菜单上进行确认时，系统对学生选择的模式进行初始化，在这期间左边的初始化灯（DV01）熄灭。当初始化完成之后，初始化灯亮。在这之后大约经过 5 秒钟，完成相应模式参数的设置，并且在该菜单上打勾。菜单 2－4 是调制方式选择；菜单 6－11 是输入数据选择；菜单 13 是一个复选菜单：第一次确认选择，第二次按确认则取消该参数的设置；菜单 14－15 是语音编码方式选择。 7

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