通信原理实验讲义(2012)

通信原理实验讲义(2012)
通信原理实验讲义(2012)

《通信原理》实验讲义

2012年2月

目录

实验一AM调制解调通信系统实验 (3)

实验二HDB3编译码实验 (14)

实验三2ASK、2FSK数字解调实验 (17)

实验一 AM 调制解调通信系统实验

一、 实验目的:

1、掌握集成模拟乘法器的基本工作原理;

2、掌握集成模拟乘法器构成的振幅调制电路的工作原理及特点;

3、学习调制系数m 及调制特性(m~Uωm )的测量方法,了解m<1 和m=1及

m>1时调幅波的波形特点。

4、掌握用集成电路实现同步检波的方法。

二、 预习要求:

1、预习幅度调制器的有关知识;

2、认真阅读实验指导书,分析实验电路中用MC1496乘法器调制的工作原理,

并分析计算各引脚的直流电压;

3、了解调制系数m 的意义及测量方法;

4、分析全载波调幅信号的特点;

5、了解实验电路中各元件作用。

6、复习用集成模拟乘法器构成的同步检波器的工作原理;

7、了解实验电路中各元件作用;

8、了解检波器电压传输系数Kd 的意义及测量方法

三、实验电路说明:

(A )幅度调制系统原理及抗噪性能

一、调制、解调方法

用滤波器产生AM 、DSB 、SSB 、VSB 信号方法。

AM: A+m(t)

DSB,VSB,SSB: m(t)

m(t)=0f L — f H

)f (M )t (m F

?→?

)f (M )f (A 2)t (m A 0F +?→?+δπ ()()[]c c F c f f f f )f (C t c o s -++=?→?δδπω ()()[]c c F

f f M f f M 2

1

)f (S )t (S -++=?→?

()()[]c c F

f f M f f M )f (H 2

1)f (Sm )t (Sm -++=?→?

H L L H

H L

L H

c

c H c c H

c

c H c c H

采用不同的H(f)可得到DSB 、SSB

、VSB 、AM 1.AM

H(f)为理想带通。

f c -f H f c f c +f H

S AM (t)=[A+m(t)]cosωc t

AM 信号频谱同S(f),信号带宽B=2f H 解调 ·包络检波 要求 A+m(t)≥0

·相关解调

m 0(t)

[][]())t (m 2

1)t (m t 2

c o s 1)t (m A 2

1t c o s )t (m A o L P F

c c 2=?

?→?++=+ωω

隔直

0 f H

c

c

c

c

c

c

H

H

f

f

f

f

a

b

d

2.DSB (或DSB-SC )

H c H

f

频谱同S(t),B=2f

H

S DSB (t)=m(t)cosωc t 解调 ·

不能用包络检波法解调DSB 信号。 ·相干解调 方框图同AM 相干解调。请自己画出各点频谱。 3.

SSB

c L o c H

f

得上边带VSB,

c H c L

f

得下边带LSB,

推导SSB 信号的时域表达式

下边带带通滤波器可表示为()()[]

c c sgn sgn 2

1

)(H ωωωωω--+=

sgn(ω

[][][][][][])s g n ()(M )s g n ()(M 4

1

)(M )(M 41

)s g n ()(M )s g n ()(M 41

)s g n ()(M )s g n ()(M 41

)s g n ()s g n (21)(M )(M 21

)(S c c c c c c c c c c c c c c c c c c L S B

ωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωω---+++++-=---+++-+-+-=--+?-++=

t sin )t (m 2

1t cos )t (m 21)t (S c c LSB ωω += ——载波为cosωc t

)t (m

是m(t)的希尔伯特变换,sinωc t 是cosωc t 的希尔伯特变换。

t

)t (c ω t

1

)t (h ,)s g n (j )(H πωω=

-=

[]{}[]

[]

[])s g n ()(M )s g n ()(M 4

1

)()()s g n ()(M 41

)()(j )s g n (j )(M 2121t sin )t (m 21c c c c c c c c F

c ωωωωωωωωωωδωωδωωωωδωωδπωωπ

ω---++=--+*=--+*-?→? 同理 t sin )t (m 2

1t cos )t (m 21S c c USB ωω -= ——载波为cosωc t

当载波为sinωc t 时 t c o s )t (m 2

1t sin )t (m 21)t (S c c LSB ωω -= t c o s )t (m 2

1t s i n )t (m 2

1

)t (S c c U S B

ωω += 单边带时域式中的系数1/2可为任一常数。 据时域表达式可用相移法产生SSB 信号。

LSB (t)USB (t)

解调 ·相干解调 方框图同AM ,自己画各点频谱。 ·插入强载波——包络检波。

t c o s )]t (m 2

1A [t sin )t (m 2

1t cos )]t (m 2

1

A [c c c ω

ωω+≈±+ 此为AM 信号 故可用包络检波法解调SSB 信号。

强载波Acosωc t 的获取方法:

(1)发端插入导频acosωc t ,收端提取acosωc t 后,放大得Acosωc t ,A>>a 。 (2)不插导频,收端的振荡器输出Acosωc t 作为强载波,语音单边带允许

f ?<15Hz 。

4.VSB

当f L 很小时,无法用滤波器得到SSB 信号,而只能得到VSB 信号。 VSB 系统

H(f)=G T (f)C(f)G R (f)

对H(f)的要求: H(f+f C )+ H(f-f C )=C 两边互补在f c )f (H f f 0H <<

证明: )f (H )f (S )f (S m VSB =

[])f (H )f f (M )f f (M 2

1c c -++=

[][][])f f (H )f (M )f 2f (M 4

1

)f f (H )f (M )f 2f (M 41)f f (S )f f (S 21

)f (U c c c c c V S B c V S B -+-++++=-++=

[])f f (H )f f (H )f (M 41)f (M c c 0-++=

当 )t (m 4

C

)t (m )f (M 4C )f (M ,f f 0,C )f f (H )f f (H 00H c c ==

<<=-++时

c

c

残留上边带

c

c

H

H

H

c c f f 0,C )f f (H )f f (H <<=-++V

SB 的插入强载波——包络检波解调法(电视),必须给出VSB 时域式。

H(f)=H 1(f)+H 2(f)+H 3(f)

f

f

f f H 1(f)形成下边带信号,基带信号H 2(f)形成上边带信号,基带信号H 3(f)形成下边带信号,基带信号m'(t)

a

)

t (m '

-)

t (m )

t (m '

t sin )t (m t sin )t (m 2

1t cos )t (m 21t sin )t (m 21t cos )t (m 21t sin )t (m 21t cos )t (m 21t sin )t (m 21t cos )t (m 21)t (S c c c c c c c c c VSB ωωωωωωωωω

'-+='-'-'-'++=

t c o s c o s )t (m 21

A t c o s A S c c V S

B ωω??

?

???+≈+ —— AM 信号

※ 线性调制含义: 将m(t)频谱线性放大,再搬运到f c 两边。 二.线性调制系统的抗噪性能

分析AM ,DSB ,SSB 相干解调抗噪性能,AM 包络检波的门限效应 1. 相干解调

S m

n(t)

m 0(t)n 0(t)

BPF 带宽W 等于信号带宽B ,B<

n i (t)=n c (t)cosω0t-n s (t)sinω0t AM ,DSB 中f 0=f c SSB 中 f 0≠f c

带通滤波器输出信噪比即解调器输入信噪比 (N

S )i 解调器输出信噪比 (

N

S

)o 制度增益 G=i o )N S ()N S (

以SSB 为例说明分析过程

t 2sin )t (m )t (n 4

1t 2cos )t (m 81)t (m 81t 2cos )t (m 81)t (m 81S t

sin )t (n t cos )t (n )t (n t sin )t (m 2

1t cos )t (m 21)t (S c i c 222c 22i o s o c i c c LSB ωωωωωωω

--++=

-=-=

H

00i 2i 22

c c c c 2f n B n N t m 4

1

S t m t m 0t 2c o s t 2sin t 2cos ,t 2sin )t (m ),t (m ===∴===)

()

()(,不相关,与 ωωωω

)

t (m 16

1)t (S ),t (m 41)t (m t 2sin )t (m 41t 2cos )t (m 41)t (m 41t cos t S 2

o o c c c LSB ==∴-+=

ωωω

)( ()[]()[]t

sin )t (n 2

1

t cos )t (n 21)t (n sin t sin )t (n 21

cos t cos )t (n 21t cos )t (n s c o 0c s 0c c c i ωωωωωωωωω?-?=∴++?-++?=

H o o o 2

c 2o s c f n 4

1

B n 41N )t (n 4

1)t (n 0t 2c o s t 2s i n t 2s i n ,t 2c o s )t (n ),t (n ==

=

∴=?=???即不相关

与ωωωω

可见

1G B

n 4)

t (m )N S ()N S (o 2i o ==

=

注: 此结论与设f 0=f c 时相同。

其它信号(AM 、DSB )相干解调分析与此类似,结论如下:

· 性能比较: 可靠性 优——劣:FM ,SSB (DSB ),AM 有效性 优——劣:SSB ,VSB ,AM (DSB ),FM · VSB 的可靠性,无分析结论。 · 虽然 G SSB =1,G DSB =2,但两者输出信噪比相同。故B DSB =2B SSB 。 两者抗噪性能相同i S S B i D S B )N

S (21)N S

(=。 2. AM 包络检波的门限效应。

i )N S (>>1时,包络检波的可靠性同相干解调。 i )N

S (<<1时,出现门限效应。

[][]

[])

t (n )t (n )t (m A )t (E )t (t c o s )t (E t

sin )t (n t cos )t (n t cos )t (m A )t (n )t (S 2s 2c c c s c c c i AM +++=

+=-++=+ψωωωω

当 A+m(t)>>n i (t)时,E(t)≈A+m(t)+n c (t)

m o (t)=m(t),n o (t)=n c (t) 可得:3

2G t cos A )t (m )

t (m A )t (m 2G m 222=

=+=

时,当ω 当 A+m(t)<

N

S )(i

N

S )(i

N

S )(i N

)(门限

(B )电路原理

本实验调制部分电路如图1-1所示。

图中MC1496芯片引脚1和引脚4接两个51Ω和两个100Ω电阻及51K 电位器用来调节输入馈通电压,调偏RP1,有意引入一个直流补偿电压,由于调制电压uΩ与直流补偿电压相串联,相当于给调制信号uΩ叠加了某一直流电压后与载波电压uc 相乘,从而完成普通调幅。如需要产生抑制载波双边带调幅波,则应仔细调节RP1,使MC1496输入端电路平衡。另外,调节RP1也可改变调制系数m 。1496芯片引脚2和引脚3之间接有负反馈电阻R3,用来扩展 uΩ的输入动态范围。载波电压uc 由引脚8输入。

MC1496芯片输出端(引脚12)接有一个三极管组成的射随器,来增加电路的带载能力。

幅度解调实验电路——同步检波器如图1-2所示。本电路中MC1496构成解调器,载波信号加在8—10

脚之间,调幅信号加在1—4脚之间,相乘后信号由12脚输出,经C11、C12、R25、R26、R31和U3组成的低通滤波器输出解调出来的调制信号。

四、实验内容及步骤:

1、实验连线:

23、调整低频可调信号源:输出频率一定,例如可为1KHz 左右(通过电位器

进行调整),幅度不大于0.2V PP (通过调节电位器进行调整)。

4、高频信号发生器输出——CAR1接到电路输入端CAR_IN ,使其产生

fc=500KHz 的载波频率,输出幅度不大于0.2V (可通过调节高频信号产生单元源模块的电位器来任意调整),从正弦信号源输出频率为fΩ=10KH Z 的正弦调制信号到A_IN (频率可通过调节电位器来任意调整),示波器接电路输出端AM_OUT ;

图1-1 A M 调制电路原

图1-2 AM解调电路原理图

5、反复调整可调信号源模块及高频信号源模块的可调电阻及AM调制单元的

电位器(调制信号幅度调节及乘法器的工作点调节)使之出现合适的调幅

波,观察其波形并测量调制系数m;

6、观察并记录m< 1、m=1及m>1时的调幅波形;

7、将载波加至AM解调单元的B_IN端,将调幅波加至AM解调单元的AM_IN

端,观察并记录解调输出波形,并与调制信号相比较。

五、实验报告要求:

1、整理各实验步骤所得的数据和波形,绘制。

2、分析各实验步骤所得的结果。

3、进一步了解调幅波的原理,掌握调幅波的解调方法;

4、掌握用集成电路实现同步检波的方法。

实验二HDB3编译码实验

一、实验目的

1、掌握AMI、HDB3码的编码规则。

2、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。

二、实验内容

1、用示波器观察单极性非归零码(NRZ)、三阶高密度双极性码(HDB3)、

整流后的HDB3码。

2、用示波器观察从HDB3码中提取位同步信号的电路中有关波形。

3、用示波器观察HDB3译码输出波形。

三、基本原理

HDB3码的编码规律是:4个连0信息码用取代节000V或B00V代替,当两个相邻V码中间有奇数个信息1码时取代节为000V,有偶数个信息1码(包括0个信息1码)时取代节为B00V,其它的信息0码仍为0码;信息码的1码变为带有符号的1码即+1或-1;HDB3码中1、B的符号符合交替反转原则,而V的符号破坏这种符号交替反转原则,但相邻V码的符号又是交替反转的;HDB3码是占空比为0.5的双极性归零码。

设信息码为0000 0110 0001 0000 0,则NRZ码、AMI码,HDB3码如图3-1所示。

分析表明,AMI码及HDB3码的功率谱如图2-2所示,它不含有离散谱f S成份(f S =1/T S,等于位同步信号频率)。在通信的终端需将它们译码为NRZ码才能送给数字终端机或数模转换电路。在做译码时必须提供位同步信号。工程上,一般将AMI 或HDB3码数字信号进行整流处理,得到占空比为0.5的单极性归零码(RZ|τ=0.5T S)。这种信号的功率谱也在图1-9中给出。由于整流后的AMI、HDB3码中含有离散谱f S ,故可用一个窄带滤波器得到频率为f S的正弦波,整形处理后即可得到位同步信号。

图2-1NRZ、AMI、HDB3关系图

图2-2AMI、HDB3、RZ|τ=0.5T

频谱

S

组成模块如下图所示:

端口说明:

CCLK:编码时钟输入端

DIN:编码数据输入端

HDB3-OUT:密勒编码结果输出端

DCLK:译码时钟输入端

HDB3-IN:密勒译码数据输入端

DOUT:译码结果输出端

HDB-PN:HDB3整流输出信号

四、实验步骤

1、实验连线:

CCLK:从数字信号源模块引入BS-OUT。

DIN:从数字信号源模块引入NRZ-OUT。

HDB3-OUT与HDB3-IN短接。

DCLK与位同步模块BS-OUT(两种方式任选其一,如VCO锁相环方式)连接。

HDB_PN位同步模块DATA-IN(两种方式任选其一,如VCO锁相环方式)连接。

2、用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。

用信源模块的FS信号作为示波器的外同步信号。

(1)示波器的两个探头CH1和CH2分别接NRZ-OUT和HDB3-OUT,将信源模块KS1、KS2、KS3的每一位都置1,观察并记录全1码对应的HDB3码;再

将KS1、KS2、KS3置为全0,观察全0码对应的HDB3码。观察时应注意编码输出HDB3比输入NRZ-OUT延迟了4个码元。

(2)将KS1、KS2、KS3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000态,观察并记录对应的HDB3码。

(3)将KS1、KS2、KS3置于任意状态,CH1接NRZ-OUT,CH2分别接HDB _PN、BS-OUT和DOUT ,观察这些信号波形。观察时应注意:

?记录DOUT信号(译码输出)迟后于DIN信号(编码输入)的码元个数。

? HDB3码是占空比等于0.5的双极性归零码,HDB_PN是占空比等于0.5的单极性归零码。

?对于AMI码,本实验中若24位信源代码中只有1个“1“码,则无法从AMI 码中得到一个符合要求的位同步信号,因此不能完成正确的译码。若24位信源代码全为“0”码,则更不可能从AMI信号(亦是全0信号)得到正确的位同步信号。信源代码连0个数越多,越难于从AMI码中提取位同步信号(或者说要求带通滤波的Q值越高,因而越难于实现),译码输出NRZ越不稳定。而HDB3码则不存在这种问题。

五、实验报告要求

1. 设代码为全1,全0及0111 0010 0000 1100 0010 0000,给出HDB3码的代码和波形。

2. 总结从HDB3码中提取位同步信号的原理。

实验三 2ASK 、2FSK 数字解调实验

一、实验目的

1. 掌握2ASK 过零检测解调原理。

2. 掌握2FSK 过零检测解调原理。 二、实验内容

1. 用示波器观察2ASK 过零检测解调器各点波形。

2. 用示波器观察2FSK 过零检测解调器各点波形。 三、基本原理

(A )2ASK 解调 (1)包络检波

实际系统中x (t )迟后于e o (t),进行数学抽象时认为系统是物理不可实现的,是否有码间串扰决定于滤波器和信道的频率特性。

LPF 用来滤除高频,一般对码间串扰无影响。 (2) 相干解调

无码间串扰

r (t )与(1)中不同,有正、负值,其它同(1) (3)过零检测

具体波形可以参考2FSK 过零检测波形。

判决准则:10)B A (2

1)kTs (f →-≥

在本实验中,2ASK 解调采用过零检测的方法。 (B )2FSK 解调

包络检波

条件:s 2c 1c f 2|f f |>-。 判决准则:10)kTs (b )kTs (a →≥ (2)相干解调

(3)过零检测

a

b

c

d

e

f

cp(t)

数字信号101

波形图如上所示。

判决准则:10)B A (2

1)kTs (f →-≥

(C )电路原理

本实验采用过零检测法解调2FSK 信号。图3-1、图3-2分别为解调器的方框图和电路原理图。

图3-1 2FSK 过零检测解调方框图

2FSK 解调模块上有以下测试点及输入输出点: ? 2FSK-IN 2FSK 信号输入点/测试点 ? BS-IN 位同步信号输入点 ? FD 2FSK 过零检测输出信号测试点 ? LPF 低通滤波器输出点/测试点

? NRZ(B)位同步提取输出测试点

? NRZ-OUT 解调输出信号的输出点/测试点

2FSK解调器方框图中各单元与电路图中元器件对应关系如下:

?整形1 UF1:A:反相器74HC04

?单稳1、单稳2 UF2:单稳态触发器74LS123

?相加器UF3:或门74LS32

?低通滤波器UF4:运算放大器LM318;若干电阻、电容

?整形2 UF1:B:反相器74HC04

?抽样器UF5:A:双D触发器74HC74

在实际应用的通信系统中,解调器的输入端都有一个带通滤波器用来滤除带外的信道白噪声并确保系统的频率特性符合无码间串扰条件。本实验系统中为简化实验设备,发端即数字调制的输出端没有带通滤波器、信道是理想的,故解调器输入端就没加带通滤波器。

2FSK解调器工作原理及有关问题说明如下:

?图3-3为2FSK过零检测解调器各点波形示意图,图中设“1”码载频等于码速率的两倍,“0”码载频等于码速率。

图3-3 2FSK过零检测解调器各点波形示意图

整形1和整形2的功能与比较器类似,在其输入端将输入信号叠加在2.5V上。74HC04的状态转换电平约为2.5V,可把输入信号进行硬限幅处理。整形1将正弦2FSK信号变为TTL电平的2FSK信号。整形2和抽样电路共同构成一个判决电平为2.5V的抽样判决器。

?单稳1、单稳2分别被设置为上升沿触发和下降沿触发,它们与相加器一

通信原理实验指导书(完整)

实验一:抽样定理实验 一、实验目的 1、熟悉TKCS—AS型通信系统原理实验装置; 2、熟悉用示波器观察信号波形、测量频率与幅度; 3、验证抽样定理; 二、实验预习要求 1、复习《通信系统原理》中有关抽样定理的内容; 2、阅读本实验的内容,熟悉实验的步骤; 三、实验原理和电路说明 1、概述 在通信技术中为了获取最大的经济效益,就必须充分利用信道的传输能力,扩大通信容量。因此,采取多路化制式是极为重要的通信手段。最常用的多路复用体制是频分多路复用(FDM)通信系统和时分多路复用(TDM)通信系统。频分多路技术是利用不同频率的正弦载波对基带信号进行调制,把各路基带信号频谱搬移到不同的频段上,在同一信道上传输。而时分多路系统中则是利用不同时序的脉冲对基带信号进行抽样,把抽样后的脉冲信号按时序排列起来,在同一信道中传输。 利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为“抽样”,抽样后的信号称为脉冲调幅(PAM)信号。在满足抽样定理的条件下,抽样信号保留了原信号的全部信息。并且,从抽样信号中可以无失真地恢复出原信号。 抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。数字通信系统是以此定理作为理论基础的。在工作设备中,抽样过程是模拟信号数字化的第一步。抽样性能的优劣关系到整个系统的性能指标。 作为例子,图1-1示意地画出了传输一路语音信号的PCM系统。从图中可以看出要实现对语音的PCM编码,首先就要对语音信号进行抽样,然后才能进行量化和编码。因此,抽样过程是语音信号数字化的重要环节,也是一切模拟信号数字化的重要环节。 图1-1 单路PCM系统示意图 为了让实验者形象地观察抽样过程,加深对抽样定理的理解,本实验提供了一种典型的抽样电路。除此,本实验还模拟了两路PAM通信系统,从而帮助实验者初步了解时分多路的通信方式。 2、抽样定理 抽样定理指出,一个频带受限信号m(t)如果它的最高频率为f H(即m(t)的频谱中没有f H以上的分量),可以唯一地由频率等于或大于2f H的样值序列所决定。因此,对于一个最高频率为3400Hz的语音信号m(t),可以用频率大于或等于6800Hz的样值序列来表示。抽样频率fs和语音信号m(t)的频谱如图1-2和图1-3所示。 由频谱可知,用截止频率为f H的理想低通滤波器可以无失真地恢复原始信号m(t),这就说明了抽样定理的正确性。 实际上,考虑到低通滤波器特性不可能理想,对最高频率为3400Hz的语音信号,通常采用8KHz抽样频率,这样可以留出1200Hz的防卫带,见图1-4。如果fs<2f H,就会出现频谱混迭的现象,如图1-5所示。 在验证抽样定理的实验中,我们用单一频率f H的正弦波来代替实际的语音信号,采用标准抽样频率fs=8KHz,改变音频信号的频率f H,分别观察不同频率时,抽样序列和低通滤波器的输出信号,体会抽样定理的正确性。

通信原理实验讲义

通信原理实验 辽宁大学信息学院 2005年5月

目录 实验一数字基带信号实验 (AMI/HDB3) (3) 实验二数字调制实验 (7) 实验三模拟锁相环与载波同步实验 (11) 实验四数字解调实验 (14) 实验五全数字锁相环与位同步实验 (18) 实验六帧同步实验 (22) 实验七数字基带通信系统实验 (25) 实验八2DPSK、2FSK通信系统实验 (29) 实验九AM调制解调通信系统实验 (30) 实验十PAM调制解调实验 (33) 实验十一PCM编译码实验 (36) 实验十二ADPCM编译码实验 (42) 实验十三CVSD调制解调实验 (47) 实验十四话音信号多编码通信系统实验 (51)

实验十五码型变换实验(CPLD开放模块实验) (53) 实验十六时分复用实验(CPLD开放模块实验) (56) 实验十七计算机通信实验(CPLD开放模块实验) (59) 实验十八5B6B编译码实验(CPLD开放模块实验)……………………………… 61 实验一数字基带信号实验 一、实验目的 1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。 2、掌握AMI、HDB3的编码规则。 3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。 4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。 5、了解HDB3(AMI)编译码集成电路CD22103。 二、实验内容 1、用示波器观察单极性非归零码(NRZ)、传号交替反转码(AMI)、三阶高密度双极性码(HDB3)、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。 2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。 3、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形。 三、基本原理 本实验使用数字信源模块、HDB3编译码模块和可编程逻辑器件模块。 1、数字信源 本模块是整个实验系统的发终端,其原理方框图如图1-1所示。本单元产生NRZ信号,信号码速率约为170.5KB,帧结构如图1-2所示。帧长为24位,其中首位无定义,第2位

通信原理实验指导书

通信实验指导书电气信息工程学院

目录 实验一AM调制与解调实验 (1) 实验二FM调制与解调实验 (5) 实验三ASK调制与解调实验 (8) 实验四FSK调制与解调实验 (11) 实验五时分复用数字基带传输 (14) 实验六光纤传输实验 (19) 实验七模拟锁相环与载波同步 (27) 实验八数字锁相环与位同步 (32)

实验一 AM调制与解调实验 一、实验目的 理解AM调制方法与解调方法。 二、实验原理 本实验中AM调制方法:原始调制信号为1.5V直流+1KHZ正弦交流信号,载波为20KHZ正弦交流信号,两者通过相乘器实现调制过程。 本实验中AM解调方法:非相干解调(包络检波法)。 三、实验所需部件 调制板、解调板、示波器、计算机(数据采集设备)。 四、实验步骤 1.熟悉实验所需部件。 2.按下图接线。 3.用示波器(或计算机)分别测出上图所示的几个点的波形,并绘制于下面 各图中。 4.结合上述实验结果深入理解AM调制方法与解调方法。

实验一参考结果

实验二 FM调制与解调实验 一、实验目的 理解FM调制方法与解调方法。 二、实验原理 本实验中FM调制方法:原始调制信号为2KHZ正弦交流信号,让其通过V/F (电压/频率转换,即VCO压控振荡器)实现调制过程。 本实验中FM解调方法:鉴频法(电容鉴频+包络检波+低通滤波) 三、实验所需部件 调制板、解调板、示波器、计算机(数据采集设备)。 四、实验步骤 1.熟悉实验所需部件。 2.按下图接线。 3.用示波器(或计算机)分别测出上图所示的几个点的波形,并绘制于下面 各图中。 4.结合上述实验结果深入理解FM调制方法与解调方法。

通信原理实验报告

通信原理实验报告

作者: 日期:

通信原理实验报告 实验名称:实验一—数字基带传输系统的—MATLAB方真 实验二模拟信号幅度调制仿真实验班级:10通信工程三班_________ 学号:2010550920 ________________ 姓名:彭龙龙______________

指导老师:王仕果______________

实验一数字基带传输系统的MATLA仿真 一、实验目的 1、熟悉和掌握常用的用于通信原理时域仿真分析的MATLAB函数; 2、掌握连续时间和离散时间信号的MATLAB产生; 3、牢固掌握冲激函数和阶跃函数等函数的概念,掌握卷积表达式及其物理意义,掌握卷积的计算方法、卷积的基本性质; 4、掌握利用MATLAB计算卷积的编程方法,并利用所编写的MATLAB程序验证卷积的常用基本性质; 5、掌握MATLAB描述通信系统中不同波形的常用方法及有关函数,并学会利用MATLAB求解系统功率谱,绘制相应曲线。 基本要求:掌握用MATLAB描述连续时间信号和离散时间信号的方法,能够编写 MATLAB程序,实现各种常用信号的MATLA实现,并且以图形的方式再现各种信号的波形。 二、实验内容 1、编写MATLAB程序产生离散随机信号 2、编写MATLAB程序生成连续时间信号 3、编写MATLAB程序实现常见特殊信号 三、实验原理 从通信的角度来看,通信的过程就是消息的交换和传递的过程。而从数学的角度来看,信息从一地传送到另一地的整个过程或者各个环节不外乎是一些码或信号的交换过程。例如信源压缩编码、纠错编码、AMI编码、扰码等属于码层次上的变换,而基带成形、滤波、调 制等则是信号层坎上的处理。码的变换是易于用软件来仿真的。要仿真信号的变换,必须解 决信号与信号系统在软件中表示的问题。 3.1信号及系统在计算机中的表示 3.1.1时域取样及频域取样 一般来说,任意信号s(t)是定义在时间区间(-R, +R)上的连续函数,但所有计算机的CPU都只能按指令周期离散运行,同时计算机也不能处理( -R, + R)这样一个时间段。 为此将把s(t)按区间T, T截短为 2 2 S T(t),再对S T(t)按时间间隔△ t均匀取样,得到取样 点数为: 仿真时用这个样值集合来表示信号 T Nt t s(t)。显然△ t反映了仿真系统对信号波形的分辨 率, (3-1) △ t越小则仿真的精确度越高。据通信原理所学,信号被取样以后,对应的频谱时频率的周期函数,其重复周期是—。如果信号的最高频率为f H,那么必须有f H W 丄才能保证不发 t 2 t 生频域混叠失真。设 1 B s 2 t 则称B s为仿真系统的系统带宽。如果在仿真程序中设定的采样间隔是△ (3-2) t,那么不能用

通信原理实验一、二实验报告

通信原理 实验一 实 验 报 告 实验日期: 学院: 班级: 学号: 姓名: 指导老师:

实验一数字基带传输系统的MA TLAB仿真 一、实验目的 1、熟悉和掌握常用的用于通信原理时域仿真分析的MATLAB函数; 2、掌握连续时间和离散时间信号的MATLAB产生; 3、牢固掌握冲激函数和阶跃函数等函数的概念,掌握卷积表达式及其物理意义,掌握 卷积的计算方法、卷积的基本性质; 4、掌握利用MATLAB计算卷积的编程方法,并利用所编写的MA TLAB程序验证卷积的 常用基本性质; 5、掌握MATLAB描述通信系统中不同波形的常用方法及有关函数,并学会利用 MATLAB求解系统功率谱,绘制相应曲线。 基本要求:掌握用MATLAB描述连续时间信号和离散时间信号的方法,能够编写 MATLAB程序,实现各种常用信号的MA TLAB实现,并且以图形的方式再现各种信号的波形。 二、实验内容 1、编写MATLAB 程序产生离散随机信号 2、编写MATLAB 程序生成连续时间信号 3、编写MATLAB 程序实现常见特殊信号 三、实验原理 从通信的角度来看,通信的过程就是消息的交换和传递的过程。而从数学的角度来看, 信息从一地传送到另一地的整个过程或者各个环节不外乎是一些码或信号的交换过程。例如 信源压缩编码、纠错编码、AMI编码、扰码等属于码层次上的变换,而基带成形、滤波、调 制等则是信号层次上的处理。码的变换是易于用软件来仿真的。要仿真信号的变换,必须解 决信号与信号系统在软件中表示的问题。 四、实验步骤 (1)分析程序program1_1 每条指令的作用,运行该程序,将结果保存,贴在下面的空白 处。然后修改程序,将dt 改为0.2,并执行修改后的程序,保存图形,看看所得图形的效果 怎样。 dt=0.01 时的信号波形 Sinusoidal signal x(t) -2-1.5-1-0.500.51 1.52 Time t (sec) dt=0.2 时的信号波形

通信原理实验-抽样定理

学生实验报告

) 实际上,考虑到低通滤波器特性不可能理想,对最高频率为3400Hz的语言信号,通常采用8KHz 抽样频率,这样可以留出1200Hz的防卫带。见图4。如果fs<fH,就会出现频谱混迭的现象,如图5所示。 在验证抽样定理的实验中,我们用单一频率fH的正弦波来代替实际的语音信号。采用标准抽样频率fs=8KHZ。改变音频信号的频率fH,分别观察不同频率时,抽样序列和低通滤波器的输出信号,体会抽样定理的正确性。 验证抽样定理的实验方框图如图6所示。在图8中,连接(8)和(14),就构成了抽样定理实验电路。由图6可知。用一低通滤波器即可实现对模拟信号的恢复。为了便于观察,解调电路由射随、低通滤波器和放大器组成,低通滤波器的截止频率为3400HZ

2、多路脉冲调幅系统中的路际串话 ~ 多路脉冲调幅的实验方框图如图7所示。在图8中,连接(8)和(11)、(13)和(14)就构成了多路脉冲调幅实验电路。 分路抽样电路的作用是:将在时间上连续的语音信号经脉冲抽样形成时间上离散的脉冲调幅信号。N路抽样脉冲在时间上是互不交叉、顺序排列的。各路的抽样信号在多路汇接的公共负载上相加便形成合路的脉冲调幅信号。本实验设置了两路分路抽样电路。 多路脉冲调幅信号进入接收端后,由分路选通脉冲分离成n路,亦即还原出单路PAM信号。 图7 多路脉冲调幅实验框图 冲通过话路低通滤波器后,低通滤波器输出信号的幅度很小。这样大的衰减带来的后果是严重的。但是,在分路选通后加入保持电容,可使分路后的PAM信号展宽到100%的占空比,从而解决信号幅度衰减大的问题。但我们知道平顶抽样将引起固有的频率失真。 PAM信号在时间上是离散的,但是幅度上趋势连续的。而在PAM系统里,PAM信只有在被量化和编码后才有传输的可能。本实验仅提供一个PAM系统的简单模式。 3、多路脉冲调幅系统中的路标串话 路际串话是衡量多路系统的重要指标之一。路际串话是指在同一时分多路系统中,某一路或某几路的通话信号串扰到其它话路上去,这样就产生了同一端机中各路通话之间的串话。 在一个理想的传输系统中,各路PAM信号应是严格地限制在本路时隙中的矩形脉冲。但是如果传输PAM信号的通道频带是有限的,则PAM信号就会出现“拖尾”的现象。当“拖尾”严重,以至入侵邻路时隙时,就产生了路标串话。 在考虑通道频带高频谱时,可将整个通道简化为图9所示的低通网络,它的上截止频率为:f1=1/(2

光通信原理实验指导书

实验一模拟信号光调制实验 一、实验目的 1、了解模拟信号光纤通信原理。 2、了解不同频率不同幅度的正弦波、三角波、方波等模拟信号的系统光传输性能情况。 二、实验内容 1、测量不同的正弦波、三角波和方波的光调制系统性能。 三、实验器材 1、主控&信号源、25号模块各1块 2、双踪示波器1台 3、连接线若干 4、光纤跳线1根 四、实验原理 1、实验原理框图 光调制功率检测框图 模拟信号光调制传输系统框图 2、实验框图说明 本实验是输入不同的模拟信号,测量模拟光调制系统性能。如模拟信号光调制传输系统框图所示,不同频率不同幅度的正弦波、三角波和方波等信号,经25号模块的光发射机单元,完成电光转换,然后通过光纤跳线传输至25号模块的光接收机单元,进行光电转换处理,从而还原出原始模拟信号。实验中利用光功率计对光发射机的功率检测,了解模拟光调制系统的性能。 注:根据实际模块配置情况不同,自行选择不同波长(比如1310nm、1550nm)的25号光收发模块进行实验。 五、注意事项 1、在实验过程中切勿将光纤端面对着人,切勿带电进行光纤的连接。 2、不要带电插拔信号连接导线。 六、实验步骤 1、系统关电,参考系统框图,依次按下面说明进行连线。 (1)用连接线将信号源A-OUT,连接至25号模块的TH1模拟输入端。

(2)用光纤跳线连接25号模块的光发端口和光收端口,此过程是将电信号转换为光信号,经光纤跳线传输后再将光信号还原为电信号。注意,连接光纤跳线时需定位销口方向且操作小心仔细,切勿损伤光纤跳线或光收发端口。 (3)用同轴连接线将25号模块的P4光探测器输出端,连接至23号模块的P1光探测器输入端。 2、设置25号模块的功能初状态。 (1)将收发模式选择开关S3拨至“模拟”,即选择模拟信号光调制传输。 (2)将拨码开关J1拨至“ON”,即连接激光器;拨码开关APC此时选择“ON”或“OFF”都可,即APC功能可根据需要随意选择。 (3)将功能选择开关S1拨至“光功率计”,即选择光功率计测量功能。 3、进行系统联调和观测。 (1)打开系统和各实验模块电源开关。设置主控模块的菜单,选择【主菜单】→【光纤通信】→【模拟信号光调制】。此时系统初始状态中A-OUT输出为1KHz正弦波。调节信号源模块的旋钮W1,使A-OUT输出正弦波幅度为1V。 (2)选择进入主控&信号源模块的【光功率计】功能菜单,根据所选模块波长类型选择波长【1310nm】或【1550nm】。 (3)保持信号源频率不变,改变信号源幅度测量光调制性能:调节信号源模块的W1,改变输入信号的幅度,记录不同幅度时的光调制功率变化情况。 (4)保持信号源幅度不变,改变信号源频率测量光调制性能:改变输入信号的频率,自行设计表格记录不同频率时的光调制功率变化情况。 (5)拆除23号模块和25号模块之间的同轴连接线,适当调节25号模块的W5接收灵敏度旋钮,用示波器对比观察光接收机的模拟输出端TH4和光发射机的模拟输入端TH1,了解模拟光调制系统线性度。 (6)改变信号源的波形,用三角波或方波进行上述实验步骤,进行相关测试,表格自拟。 七、实验报告 1、画出实验框图,并阐述模拟信号光调制基本原理。

通信原理实验报告

实验一常用信号的表示 【实验目的】 掌握使用MATLAB的信号工具箱来表示常用信号的方法。 【实验环境】 装有MATLAB6.5或以上版本的PC机。 【实验内容】 1. 周期性方波信号square 调用格式:x=square(t,duty) 功能:产生一个周期为2π、幅度为1 ±的周期性方波信号。其中duty表示占空比,即在信号的一个周期中正值所占的百分比。 例1:产生频率为40Hz,占空比分别为25%、50%、75%的周期性方波。如图1-1所示。 clear; % 清空工作空间内的变量 td=1/100000; t=0:td:1; x1=square(2*pi*40*t,25); x2=square(2*pi*40*t,50); x3=square(2*pi*40*t,75); % 信号函数的调用subplot(311); % 设置3行1列的作图区,并在第1区作图plot(t,x1); title('占空比25%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]); % 限定坐标轴的范围 subplot(312); plot(t,x2); title('占空比50%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]); subplot(313); plot(t,x3); title('占空比75%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]);

图1-1 周期性方波 2. 非周期性矩形脉冲信号rectpuls 调用格式:x=rectpuls(t,width) 功能:产生一个幅度为1、宽度为width、以t=0为中心左右对称的矩形波信号。该函数横坐标范围同向量t决定,其矩形波形是以t=0为中心向左右各展开width/2的范围。Width 的默认值为1。 例2:生成幅度为2,宽度T=4、中心在t=0的矩形波x(t)以及x(t-T/2)。如图1-2所示。 t=-4:0.0001:4; T=4; % 设置信号宽度 x1=2*rectpuls(t,T); % 信号函数调用 subplot(121); plot(t,x1); title('x(t)'); axis([-4 6 0 2.2]); x2=2*rectpuls(t-T/2,T); % 信号函数调用

通信原理实验讲义(2012)

《通信原理》实验讲义 2012年2月

目录 实验一AM调制解调通信系统实验 (3) 实验二HDB3编译码实验 (14) 实验三2ASK、2FSK数字解调实验 (17)

实验一 AM 调制解调通信系统实验 一、 实验目的: 1、掌握集成模拟乘法器的基本工作原理; 2、掌握集成模拟乘法器构成的振幅调制电路的工作原理及特点; 3、学习调制系数m 及调制特性(m~Uωm )的测量方法,了解m<1 和m=1及 m>1时调幅波的波形特点。 4、掌握用集成电路实现同步检波的方法。 二、 预习要求: 1、预习幅度调制器的有关知识; 2、认真阅读实验指导书,分析实验电路中用MC1496乘法器调制的工作原理, 并分析计算各引脚的直流电压; 3、了解调制系数m 的意义及测量方法; 4、分析全载波调幅信号的特点; 5、了解实验电路中各元件作用。 6、复习用集成模拟乘法器构成的同步检波器的工作原理; 7、了解实验电路中各元件作用; 8、了解检波器电压传输系数Kd 的意义及测量方法 三、实验电路说明: (A )幅度调制系统原理及抗噪性能 一、调制、解调方法 用滤波器产生AM 、DSB 、SSB 、VSB 信号方法。 AM: A+m(t) DSB,VSB,SSB: m(t) m(t)=0f L — f H )f (M )t (m F ?→? )f (M )f (A 2)t (m A 0F +?→? +δπ ()()[]c c F c f f f f )f (C t cos -++=?→? δδπω ()()[]c c F f f M f f M 2 1 )f (S )t (S -++=?→? ()()[]c c F f f M f f M )f (H 2 1)f (Sm )t (Sm -++=?→?

通信原理实验指导书161702

通 信 原 理 实 验 指 导 书 (2017版) 编者 张水英 汪泓 浙 江 理 工 大 学 2017年3月

目 录 实验一 常规双边带幅度调制系统设计及性能分析 (1) 实验二 模拟信号数字化传输系统的建模与分析 (6) 实验三 BPSK调制、解调实验 (9)

实验一 常规双边带幅度调制系统设计及性能分析 一、实验目的 1、熟悉常规双边带幅度调制系统各模块的设计; 2、研究常规双边带幅度调制系统的信号波形、信号频谱、信号带宽、输入信噪比、输出信噪比及两者之间的关系; 3、掌握 MATLAB 和SIMULINK 开发平台的使用方法; 4、熟悉 Matlab 与Simulink 的交互使用。 二、实验仪器 带有MATLAB 和SIMULINK 开发平台的微机。 三、实验原理 AM 信号产生的原理图如图1所示。AM 信号调制器由加法器、乘法器和带通滤波器(BPF )组成。图中带通滤波器的作用是让处在该频带范围内的调幅信号顺利通过,同时抑制带外噪声和各次谐波分量进入下级系统。 图1 AM 信号的产生 3.1 AM 信号时域表达式及时域波形图 AM 信号时域表达式为 0()[()]cos AM c s t A m t t ω=+ 式中0A 为外加的直流分量;为输入调制信号,它的最高频率为 ()m t

m f ,无直流分量;c ω为载波的频率。为了实现线性调幅,必须要求 0max ()m t A ≤ 否则将会出现过调幅现象,在接收端采用包络检波法解调时,会产生严重的失真。如调制信号为单频信号时,常定义0(/)AM m A A β1=≤为调幅指数。 AM 信号的波形如图2所示,图中认为调制信号是单频正弦信号,可以清楚地看出AM 信号的包络完全反应了调制信号的变化规律。 t t t t ()m t 0(A m t +cos c t ω s ()AM t 图2 AM 信号波形 3.2 AM 信号频域表达式及频域波形图 对AM 信号进行傅里叶变换,就可以得到AM 信号的频域表达式 ()ω如下: AM S 0()[(AM ()] 1 [)()][()()]2 AM c c c c S s t M M A ωωωωωπδωωδωω==++?+++?F 式中,()M ω是调制信号的频谱。 ()m t

通信原理SystemView仿真实验指导书

实验一图符库的使用 一、实验目的 1、了解SystemVue图符库的分类; 2、掌握SystemVue各个功能库常用图符的功能及其使用方法。 二、实验内容 按照实例使用图符构建简单的通信系统,并了解每个图符的功能。 三、基本原理 SystemVue的图符库功能十分丰富,一共分为以下几个大类 1.基本库 SystemView的基本库包括信源库、算子库、函数库、信号接收器库等,它为该系统仿真提供了最基本的工具。 (信源库):SystemView为我们提供了16种信号源,可以用它来产生任意信号 (算子库)功能强大的算子库多达31种算子,可以满足您所有运算的要求 (函数库)32种函数尽显函数库的强大库容! (信号接收器库)12种信号接收方式任你挑选,要做任何分析都难不倒它 2.扩展功能库 扩展功能库提供可选择的能够增加核心库功能的用于特殊应用的库。它允许通信、DSP、射频/模拟和逻辑应用。 (通信库):包含有大量的通信系统模块的通信库,是快速设计和仿真现代通信系统的有力工具。这些模块从纠错编码、调制解调、到各种信道模型一应俱全。 (DSP库):DSP库能够在你将要运行DSP芯片上仿真DSP系统。该库支持大多DSP芯片的算法模式。例如乘法器、加法器、除法器和反相器的图标代表真正的DSP算法操作符。 还包括高级处理工具:混合的Radix FFT、FIR和IIR滤波器以及块传输等。 (逻辑运算库):逻辑运算自然离不开逻辑库了,它包括象与非门这样的通用器件的图标、74系列器件功能图标及用户自己的图标等。 (射频/模拟库):射频/模拟库支持用于射频设计的关键的电子组件,例如:混合器、放大器和功率分配器等。 3.扩展用户库

通信原理实验报告

通信原理实验报告 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

实验一常用信号的表示 【实验目的】 掌握使用MATLAB的信号工具箱来表示常用信号的方法。 【实验环境】 装有或以上版本的PC机。 【实验内容】 1. 周期性方波信号square 调用格式:x=square(t,duty) 功能:产生一个周期为2π、幅度为1±的周期性方波信号。其中duty表示占空比,即在信号的一个周期中正值所占的百分比。 例1:产生频率为40Hz,占空比分别为25%、50%、75%的周期性方波。如图1-1所示。 clear; % 清空工作空间内的变量 td=1/100000; t=0:td:1; x1=square(2*pi*40*t,25); x2=square(2*pi*40*t,50); x3=square(2*pi*40*t,75); % 信号函数的调用 subplot(311); % 设置3行1列的作图区,并在第1区作图 plot(t,x1); title('占空比25%'); axis([0 ]); % 限定坐标轴的范围 subplot(312); plot(t,x2); title('占空比50%'); axis([0 ]); subplot(313); plot(t,x3);

title('占空比75%'); axis([0 ]); 图1-1 周期性方波 2. 非周期性矩形脉冲信号rectpuls 调用格式:x=rectpuls(t,width) 功能:产生一个幅度为1、宽度为width、以t=0为中心左右对称的矩形波信号。该函数横坐标范围同向量t决定,其矩形波形是以t=0为中心向左右各展开width/2的范围。Width 的默认值为1。 例2:生成幅度为2,宽度T=4、中心在t=0的矩形波x(t)以及x(t-T/2)。如图1-2所示。 t=-4::4; T=4; % 设置信号宽度x1=2*rectpuls(t,T); % 信号函数调用 subplot(121); plot(t,x1);

通信原理实验报告

通信原理 实 验 报 告

实验一 数字基带信号实验(AMI/HDB3) 一、 实验目的 1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点 2、掌握AMI 、HDB 3的编码规则 3、掌握从HDB 3码信号中提取位同步信号的方法 4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点 5、了解HDB 3(AMI )编译码集成电路CD22103 二、 实验内容 1、用示波器观察单极性非归零码(NRZ )、传号交替反转码(AMI )、三阶高密度 双极性码(HDB 3)、整流后的AMI 码及整流后的HDB 3码 2、用示波器观察从HDB 3/AMI 码中提取位同步信号的波形 3、用示波器观察HDB 3、AMI 译码输出波形 三、 基本原理 本实验使用数字信源模块(EL-TS-M6)、AMI/HDB 3编译码模块(EL-TS-M6)。 BS S5S4S3S2S1 BS-OUT NRZ-OUT CLK 并 行 码 产 生 器 八选一 八选一八选一分 频 器 三选一 NRZ 抽 样 晶振 FS 倒相器 图1-1 数字信源方框图 010×0111××××××××× ×××××××数据2 数据1 帧同步码 无定义位 图1-2 帧结构 四、实验步骤 1、 熟悉信源模块和HDB3/AMI 编译码模块的工作原理。 2、 插上模块(EL-TS-M6),打开电源。用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形。 用FS 作为示波器的外同步信号,进行下列观察: (1) 示波器的两个通道探头分别接NRZ-OUT 和BS-OUT ,对照发光二极管的发光状态,判断数字信源单元是否已正常工作(1码对应的发光管亮,0码对应的发光管熄);

2018通信原理实验指导书

实验1 CMI码型变换实验 一、实验目的 1、了解CMI码的编码规则。 2、观察输入全0码或全1码时各编码输出码型,了解是否含有直流分量。 3、观察CMI码经过码型反变换后的译码输出波形及译码输出后的时间延迟。 4、熟练掌握CMI与输入信号的关系。 二、实验器材 1、主控&信号源、2号、8号、13号模块各一块 2、双踪示波器一台 3、连接线若干 三、实验原理 1、实验原理框图 CMI/BPH编译码实验原理框图 2、实验框图说明 CMI编码规则是遇到0编码01,遇到1则交替编码11和00。由于1bit编码后变成2bit,输出时用时钟的1输出高bit,用时钟的0输出低bit,也就是选择器的功能。CMI译码首先也是需要找到分组的信号,才能正确译码。CMI码只要出现下降沿了,就表示分组的开始,找到分组信号后,对信号分组译码就可以得到译码的数据了。

四、实验步骤 概述:本项目通过改变输入数字信号的码型,分别观测编码输入输出波形与译码输出波形,测量CMI编译码延时,验证CMI编译码原理并验证CMI码是否存在直流分量。 1、关电,按表格所示进行连线。 2、开电,设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【CMI码】→【无误码】。13号模块的开关S3置为0011,即提取512K同步时钟。 3、此时系统初始状态为:PN为256K。 4、实验操作及波形观测。 (1)观测编码输入的数据和编码输出的数据:用示波器分别观测和记录TH38#和TH68#的波形,验证CMI编码规则。 (2)观测编码输入的数据和译码输出的数据:用示波器分别观测和记录TH38#和TH138#的波形,测量CMI码的时延。 (3)断开电源,更改连线及设置。 开电,设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【CMI码】→【无误码】。将模块13的开关S3置为0011即提取512K同步时钟。 将模块2的开关置为00000000 00000000 00000000 00000011,用示波器分别观测编码输入的数据和编码输出的数据,调节示波器,将信号耦合状况置为交流,观察记录波形。保持

通信原理实验讲义

通信原理实验讲义 实验一信号发生器系统实验 一、实验目的 1.了解多种时钟信号的产生方法。 2.掌握用数字电路产生伪随机序列码的实现方法。 3.了解PCM编码中的收、发帧同步信号的产生过程。 二、实验器材 1.双踪示波器一台 2.通信系统原理综合实验箱一台 三、实验原理 信号发生器原理框图如图所示,包括以下电路: 1.内时钟信号源 2.多级分频及脉冲编码调制系统收发帧同步信号产生电路 3.伪随机序列码产生电路 4.简易正弦信号发生器电路组成 四、实验内容和步骤 1.按下开关K2和K100,接通交流电源,相应的的发光二极管D2和D101亮,使电路工作。2.用内时钟信号源产生的信号作为总时钟输入,即把K101的①脚和②脚连接,分别分析各级分频电原理图并理解其工作过程,并测出各测量点TP101-TP104的波形。 3.观察简易正弦波信号时,按下K1和K4,相应的的发光二极管D5和D8亮。在测量TP105和TP106的波形时,应注意简易信号源频率选择开关K102的的作用: K102①-②:频率为2KHz K102②-③:频率为1KHz

K102④-⑤:频率为4KHz 同时注意调节W101 ,W102两个电位器观察输出波形的变化。 4.分析伪随机码发生器的工作原理。伪随机码时钟和伪随机码PN都受CPU控制,观察时钟不同时的输出波形: 1)顺序按下RESET,START,FSK,测量TP107和TP108的波形并记录。 2)顺序按下RESET,START,PSK,测量TP107和TP108的波形并记录。 5.在分析和测试PCM编码译码电路中使用的8KHz窄脉冲作收发分频同步信号时,先分析该电路的各点工作波形与时序关系,然后画出波形图,并用示波器对各个测试点进行测试,并作详细的分析验证。 五、实验报告要求和思考题 1.分析实验电路的工作原理,叙述其工作过程。 2.根据实验记录画出各测量点波形。 3.时钟信号的分频电路能否用其他方法产生,要求电路尽量简单清楚。有哪些方法?画出原理图。 4.理解并分析正弦信号发生器电路后,使试用其他方法产生正弦信号。举例说明并画出电原理图。

通信原理实验指导书

通信原理实验指导书 实验准备步骤 在进行通信原理实验之前,请同学们按照下面的步骤进行实验准备: 1.通过串口线、程序下载线连接PC机与实验平台; 2.打开稳压电源,调节电压输入值为12V; 3.检查电源线连接是否正确,白黑相间线连接正极,纯黑线连接负极,切 勿接反; 4.连接无误后,打开实验板电源; 5.打开通信原理实验界面,如下图所示配置并打开串口; 6.将实验板上的拨码开关全部拨到ON; 7.下载程序到实验板上: 打开quartusⅡ5.0软件,选择Tools/programmer,设置Hardware Setup为ByteBlasterll[LPT1],Mode为Passive Serial,单击Add File,选择文件路径E:\实验平台程序与文档\通信原理实验平台程序与文档 \FPGA\toplevel.sof,文件选择完毕后,单击Start 进行程序下载,当 程序下载完毕,且在实验板下载指示灯(LED后四位)未灭时,拔掉实 验板上下载线,如果此过程中指示灯灭了,显示程序下载过程失败,请 重新单击Start进行下载。 完成以上操作步骤后,同学们可以开始进行以下实验内容。

实验一、实验平台基础实验 实验步骤: 通信原理实验界面,选择基础实验,开始以下实验步骤:串口收发及其测温实验 1.点击测温按钮,查看并分析实验结果; 2.发送两位16进制数字,观察LED的变化是否与设定值相同; 3.改变拨码开关并接收数据,查看并分析返回数值。 单片机波形发生器实验 1.填入合适的峰峰值和频率值,选择要生成的波形,单击开始; (由于实验箱问题,输入的峰峰值和示波器测出来的峰峰值有误差) 2.用示波器观察TP13点的输出波形。 语音录放实验 暂时不做 实验结果: 整理实验数据,画出各测试点的波形。 实验二、直接数字频率合成和数字调制实验 实验步骤: DDS频率合成实验 1.进入数字调制技术界面,选择直接数字频率合成; 2.在左方文本框中填入合适的频率值并发送; 3.用示波器观察TP35的DDS输出波形,修改输入值,观察DDS所产生 的频率。 FSK调制实验 1.在两个文本框中分别填写合适的频率值并发送; 2.用示波器观察TP35波形,验证是否为原输入信号相对应的FSK信号。 BPSK、DPSK、ASK调制实验操作均同FSK操作

通信原理实验指导书(学生)

通信原理实验指导书西南大学电子信息工程学院实验教学中心

目录 前言 .............................................. 错误!未定义书签。目录 (1) 拨码器开关设置一览表 (2) 第一部分通信原理预备性实验 (5) 实验1 平台介绍及实验注意事项 (5) 实验2 DDS信号源实验 (8) 第二部分通信原理重要部件实验 (11) 实验1 抽样定理及其应用实验 (11) 实验2 PCM编译码系统实验 (16) 实验3 FSK(ASK)调制解调实验 (20) 实验4 PSK DPSK调制解调实验 (25) 实验5 位同步提取实验 (33) 实验6 眼图观察测量实验 (38) 实验7 基带信号的常见码型变换实验 (43) 实验8 AMI/HDB3编译码实验 (50) 实验9 幅度调制(AM)实验* (54) 实验10 幅度解调(AM)实验* (61) 实验11 频率调制(PM)实验* (64) 实验12 频率解调(PM)实验* (68) 第三部分信道复用技术和均衡技术实验 (72) 实验1 频分复用/解复用实验 (72) 实验2 时分复用/解复用(TDM)实验 (76)

拨码器开关设置一览表 在本实验平台上,我们采用了红色的拨码器,设置各种实验的项目、信号类型、功能和参数。拨码器的白色开关上位为1;下位为0。现将各主要拨码开关功能列表说明如下:

注:1. 时钟与基带数据产生模块中各铆孔与测量点说明: 4P01为原始基带数据输出铆孔; 4P02为码元时钟输出铆孔; 4P03为相对码输出铆孔。 4TP01为码型变换后输出数据测量点; 4TP02为编码时钟测量点。 2.以上实验设置的功能和各种参数也可根据学校要求定制。 表0-2“信道编码与ASK。FSK。PSK。QPSK调制”拨码开关SW03状态设置与功能一览表 表0-3“基带同步与信道译码模块”拨码开关25SW01状态设置与功能一览表 注:译码模块25SW01第一位X为空位待用。

通信原理实验报告一

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、信号源模块一块 2、20M双踪示波器一台 四、实验原理 信号源模块大致分为DDS信源、数字信源、正弦点频信源和模拟语音信源几部分。 1、DDS信源 DDS直接数字频率合成信源输出波形种类、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1-1所示。

正弦波:1Hz-200KHz 三角波:1Hz-20KHz 锯齿波:1Hz-20KHz 方波A:1Hz-50KHz(占空比50%) 方波B:1Hz-20KHz(占空比0%-100%可调) 图1-1 DDS信源信号波形 2、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:方波时钟信号输出点,频率为64 KHz。 32K:方波时钟信号输出点,频率为32KHz。 8K:方波时钟信号输出点,频率为8KHz。 输出时钟如下图1-2所示。

通信原理实验一

实验报告 课程名称:通信原理指导老师:_____成绩:____________ 实验名称:伪随机编码实验类型:________同组学生姓名: 一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填) 七、讨论、心得 一.实验目的 1、用逻辑门分别实现四阶m 序列、四阶M 序列、五阶m 序列、五阶M 序列伪随机码。 2、了解数字信号的波形特点。 3、掌握D 触发器延时设计数字电路的原理及方法。 二.实验原理 1、伪随机码 可以预先确定并且可以重复实现的序列称为确定序列;既不能预先确定又不能重复实现的序列称随机序列;不能预先确定但可以重复产生的序列称伪随机序列。 2、m 序列 m 序列是最长线性移位寄存器序列的简称,是一种伪随机序列、伪噪声(PN)码或伪随机码。对于一个线性反馈移位寄存器来说,全“0”状态不会转入其他状态,所以线性移位寄存器的序列的最长周期为 2^n-1。当n 级线性移位寄存器产生的序列{ai}的周期为T= 2^n-1时,称{ai}为n 级m 序列。 3、M 序列 和m 序列不同,M 序列是最长非线性移位寄存器序列,所以n 阶M 序列发生器的最长周期为 2^n ,多了全“0”状态。 三.实验过程 1、4阶m 序列 查找本原多项式表,得到4级m 序列的本原多项式为41x x ++ 0C =1C =4C =1 2C =3C =0 电路图:

实 验波形 2、5阶m 序列 查找本原多项式表,得到5级m 序列的本原多项式为521x x ++ 0C =2C =5C =1 1C =3C =4C =0 电路图: 仿真结果:

通信原理课程三级项目指导书及课程考核

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索 - 百度文库 《通信原理》课程三级项目说明书远距离通信系统设计 2015年春季学期 2014年9月

一、项目概览 本课程的三级项目是要求学生设计一个从A地到B地的语音或数据通信系统,通过该项目的实施使学生加深对通信原理基础知识的理解,了解相关技术标准以及最新技术成果。初步具备运用所学知识进行资料检索及进行通信系统设计的能力。引导学生积极思考、主动学习,锻炼和提高学生的交流、沟通和表达能力以及团队合作能力,培养学生的责任感和职业道德。 二、实训目的 1、加深对通信原理基础知识的理解; 2、了解相关技术标准以及最新技术成果; 3、掌握运用所学知识进行资料检索及进行通信系统设计的能力; 4、掌握项目设计报告的撰写方法; 5、培养团队合作精神、项目组织与管理、交流表达能力; 6、培养责任感和职业道德。 三、主要内容 本课程设有一个三级项目,该项目将与通信原理以及数字信号处理课程设计相结合,最终构成二级项目。 本三级项目要求学生根据给定的场景条件,完成一个通信系统的设计方案报告,并对报告进行答辩。在这个设计方案中,要包含总体设计论证、主要设备选型以及参数计算、可行性分析、经济性分析等内容。具体要求如下: 1) 总体设计论证:要根据给定的场景条件,选择模拟或数字通信系统、选择信道传输方式、频谱与带宽配置、调制方式、链路传输损耗预算、收发信机结构组成,提出系统总的技术指标要求。

2) 主要设备选型以及参数计算:根据总体设计论证给出的技术指标要求,检索查询可用的设备。对需要配置参数的设备计算配置参数。 3) 可行性分析:从性能指标、设备供应、施工要求等方面论述方案是否可行。 4) 经济性分析:计算工程总造价。 四、项目研究小组的主要分工 (1) 三级项目采用分组的方式进行。2~4名同学组成1组,每组设组长1人,每组1题。 (2) 每个小组要在项目报告中标明每个人在总体工作中的贡献、工作量权重或者每个人负责的内容; (3) 研究内容的质量会影响到每组的最终成绩,鼓励学生自己在项目框架内选取感兴趣的研究内容进行创新设计和深入研究。 五、项目进程安排 三级项目采用分组的方式进行。2~3名同学组成1组,每组设组长1人,每组1题。 各组的三级项目题目将在通信原理第7章授课开始时下发。由组长负责组织本组同学依据三级项目题目及同学的实际情况进行工作分配。 学生应根据项目题目及课程的进度,按时完成资料的查阅及系统方案的设计。 项目的课内学时要求学生必须集中进行项目的研究讨论工作。 三级项目将以答辩的形式进行验收。 答辩结束后,学生需及时上交项目研究报告和PPT。项目实训内容及时间规划见表1。 表1 项目实训内容及时间安排

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