通信原理实验四
通信原理实验指导书(8个实验)
实验一 CPLD 可编程数字信号发生器实训一、实验目的1、熟悉各种时钟信号的特点及波形；2、熟悉各种数字信号的特点及波形。
二、实验设备与器件1、通信原理实验箱一台；2、模拟示波器一台。
三、实验原理1、CPLD 可编程模块电路的功能及电路组成CPLD可编程模块（芯片位号：U101）用来产生实验系统所需要的各种时钟信号和数字信号。
它由 CPLD可编程器件 ALTERA公司的 EPM7128(或者是Xilinx 公司的 XC95108)、编程下载接口电路（J104）和一块晶振（OSC1）组成。
晶振用来产生系统内的16.384MHz 主时钟。
本实验要求参加实验者了解这些信号的产生方法、工作原理以及测量方法，才可通过CPLD可编程器件的二次开发生成这些信号，理论联系实践，提高实际操作能力，实验原理图如图1-1 所示。
2、各种信号的功用及波形CPLD 型号为 EPM7128 由计算机编好程序从 J104 下载写入芯片，OSC1 为晶体，频率为 16.384MHz，经 8 分频得到 2.048MHz 主时钟，面板测量点与EPM7128 各引脚信号对应关系如下：SP101 2048KHz 主时钟方波对应 U101EPM7128 11 脚SP102 1024KHz 方波对应 U101EPM7128 10 脚SP103 512KHz 方波对应 U101EPM7128 9 脚SP104 256KHz 方波对应 U101EPM7128 8 脚SP105 128KHz 方波对应 U101EPM7128 6 脚SP106 64KHz 方波对应 U101EPM7128 5 脚SP107 32KHz 方波对应 U101EPM7128 4 脚SP108 16KHz 方波对应 U101EPM7128 81 脚SP109 8KHz 方波对应 U101EPM7128 80脚SP110 4KHz 方波对应 U101EPM7128 79脚SP111 2KHz 方波对应 U101EPM7128 77脚SP112 1KHz 方波对应 U101EPM7128 76脚SP113 PN32KHz 32KHz伪随机码对应U101EPM7128 75脚SP114 PN2KHz 2KHz伪随机码对应U101EPM7128 74脚SP115 自编码自编码波形，波形由对应 U101EPM7128 73 脚J106 开关位置决定SP116 长 0 长 1 码码形为1、0 连“1”对应 U101EPM7128 70脚、0 连“0”码SP117 X 绝对码输入对应 U101EPM7128 69 脚SP118 Y 相对码输出对应 U101EPM7128 68 脚SP119 F80 8KHz0 时隙取样脉冲对应 U101EPM7128 12 脚此外，取样时钟、编码时钟、同步时钟、时序信号还将被接到需要的单元电路中。
通原实验4-数字调制PSK实验
常认为增加一倍；所以DPSK解调大多采用差厚分德相博干学接收追。求卓越
1.8 2DPSK信号解调
B.相干解调-码变换法电路工作原理
以数字序列 =[101001]为例
发送数据 0 1 0 1 0 0 1
2DPSK
0
载波
这就避免了2PSK中的倒π现象发生，为此得到了广泛的工程应用。 相乘输出
低通输出 由以上分析可知，2DPSK与2PSK的波形不同，他们的同一相位
厚德博学 追求卓越
三、实验应知知识
1.数字移相键控PSK调制的基本原理
数字相位调制又称移相键控，简记PSK,二 进制移相键控记作2PSK。它是利用载波相位 的变化来传送数字信息的。
通常有两种类型：
(1)绝对相移(2PSK或BPSK)
(2)相对相移(差分相移/2DPSK 或DBPSK)
厚德博学 追求卓越
1、2DPSK与2PSK信号有相同的功率谱
2、2DPSK与2PSK信号带宽相同，是基带信号带宽Bs的两倍， 即
3、2DPSK与2PSK信号频带利用率也相同，为
B 2DP SB K 2PS K 厚2德fs博学 追求卓越
1.8 2DPSK信号解调
差分相干解调和相干解调-码变换法，后者又称为极性比较－码 变换法。
Ø切忌无目的地拨弄仪器面板上的开关和按钮。
Ø仪器设备出现问题，请向老师寻求帮助，请勿随便调换配件。 Ø注意仪表允许安全电压（或电流），切勿超过！
当被测量的大小无法估计时，应从仪表的最大量程开始测试，然后逐 渐减小量程。
厚德博学 追求卓越
四、实验内容与步骤
实验用数字调制与解调电路模块的基本组成：
PSK调制解调单元模块电路
通信原理实验
通信原理实验大全(完整版)
通信实验指导书电气信息工程学院实验一 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 E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。
MODULATION BOARDDEMODULATION BOARDSetting values on theMODULATION BOARD:J T f - 20 kHz f 二 1 kH2 U M3. 用示波器（或计算机）分别测出上图所示的几个点的波形,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。
ZZtdl It HzUDCV-% Ui巧LO =Q UCEW cHU QUI T ! I 1 沁 3.2.u = 2 V0 - 1 VU - 1.5 V并绘制于下面□l Nil【J】1 [ns]实验一参考结果实验二FM调制与解调实验、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）、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。
Setting values on the MODULATION BOARD:U lM f = 2 kHz u = 0.5 V3.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。
光纤通信_实验4实验报告 模拟信号光纤传输实验
课程名称：光纤通信实验名称：实验 4 模拟信号光纤传输实验姓名：班级：学号：实验时间：指导教师：得分：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、实验器材1、主控&信号源模块2、25 号光收发模块3、示波器三、实验内容测量不同的正弦波、三角波和方波的光调制系统性能。
四、实验步骤（注：实验过程中，凡是涉及到测试连线改变时，都需先停止运行仿真，待连线调整完后，再开启仿真进行后续调节测试。
）1、登录e-Labsim 仿真系统，创建仿真工作窗口，选择实验所需模块和示波器。
2、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）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。
（3）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。
3、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。
4、运行仿真，开启所有模块的电源开关。
5、进行系统联调和观测。
（1）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。
（3）保持信号源频率不变，改变信号源幅度测量光调制性能：调节信号源模块的率，自行设计表格记录不同频率时的光调制功率变化情况。
6、停止仿真，删除23 号模块和25 号模块之间的连接线，示波器两个通道分别连接光接收机的模拟输出端TH4 和光发射机的模拟输入端TH1。
通信原理实验报告实验四-时分复用数字基带通信系统
实验四时分复用数字基带通信系统电子二班 044 陈增贤一、实验目的1.掌握时分复用数字基带通信系统的基本原理及数字信号传输过程。
2.掌握位同步信号抖动、帧同步信号错位对数字信号传输的影响。
3.掌握位同步信号、帧同步信号在数字分接中的作用。
二、实验内容1.用数字信源模块、数字终端模块、位同步模块及帧同步模块连成一个理想信道时分复用数字基带通信系统，使系统正常工作。
2.观察位同步信号抖动对数字信号传输的影响。
3.观察帧同步信号错位对数字信号传输的影响。
4.用示波器观察分接后的数据信号、用于数据分接的帧同步信号、位同步信号。
三、基本原理本实验要使用数字终端模块。
1. 数字终端模块工作原理：原理框图如图4-1所示，电原理图如图4-2所示(见附录)。
它输入单极性非归零信号、位同步信号和帧同步信号，把两路数据信号从时分复用信号中分离出来，输出两路串行数据信号和两个8位的并行数据信号。
两个并行信号驱动16个发光二极管，左边8个发光二极管显示第一路数据，右边8个发光二极管显示第二路数据，二极管亮状态表示“1”，熄灭状态表示“0”。
两个串行数据信号码速率为数字源输出信号码速率的1/3。
延迟1延迟2整形延迟3FS-INBS-INS-INFD FD-7FD-15FD-8FD-16BD显示串/并变换串/并变换F2÷3并/串变换并/串变换D2B1F1D1SD-DBD显示B2图4-1 数字终端原理方框图延迟1、延迟2、延迟3、整形及÷3等5个单元可使串/并变换器和并/串变换器的输入信号SD 、位同步信号及帧同步信号满足正确的相位关系，如图4-3所示。
移位寄存器40174把FD 延迟7、8、15、16个码元周期，得到FD-7、FD-15、FD-8（即F1）和FD-16（即F2）等4个帧同步信号。
在FD-7及BD 的作用下，U65（4094）将第一路串行信号变成第一路8位并行信号，在FD-15和BD 作用下，U70（4094）将第二路串行信号变成第二路8位并行信号。
通信原理实验大全
通信原理实验大全引言：通信原理是指利用一定的物理媒介将信息从发送者传递到接收者的过程。
通信原理实验是通信原理课程中的重要内容，通过实验可以加深对通信原理的理解，掌握通信原理的基本原理和技术。
本文将介绍几个通信原理实验的具体步骤和实验原理。
实验一：模拟调制与解调技术实验目的：熟悉模拟调制与解调技术的基本原理和方法，掌握AM，FM，PM的调制与解调过程。
实验步骤：1.使用函数发生器产生载波信号。
2.使用调制信号（如语音信号）对载波进行调制。
3.对调制后的信号进行解调，获得原始信号。
4.分析解调后的信号与原始信号的相似性。
实验原理：模拟调制是将载波信号与调制信号进行相互作用，在载波上叠加调制信号的变化。
调制信号可以是模拟信号，如语音信号，也可以是数字信号。
调制后的信号通过传输媒介传递到接收端，接收端通过解调技术将信号还原为原始信号。
实验二：数字调制与解调技术实验目的：熟悉数字调制与解调技术的基本原理和方法，掌握ASK，FSK，PSK等数字调制与解调过程。
实验步骤：1.使用函数发生器产生数字信号。
2.将数字信号进行调制，如ASK调制、FSK调制、PSK调制等。
3.对调制后的信号进行解调，获得原始数字信号。
4.分析解调后的信号与原始数字信号的相似性。
实验原理：数字调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，通过将数字信号与载波进行相互作用，改变载波的一些特性来实现信号传输。
数值调制通常使用正弦波作为载波信号。
解调则是将调制信号还原为原始数字信号的过程。
实验三：信道编码和解码技术实验目的：熟悉信道编码和解码技术的基本原理和方法，掌握卷积码、纠错码等编码与解码过程。
实验步骤：1.使用编码器将原始信息进行编码。
2.对编码后的信息添加噪声进行模拟信道传输。
3.使用解码器对接收到的编码信息进行解码。
4.比较解码后的信息与原始信息的相似性。
实验原理：信道编码是为了提高信道传输的可靠性和容错性，通过在原始信息中添加冗余数据，使得在传输中出现的错误可以被检测和纠正。
实验四OOK信号的调制与解调
实验四OOK信号的调制与解调
北京邮电大学实验报告
实验报告
题目：基于TIMS通信原理实验报告
2022年12月
北京邮电大学实验报告
一、实验目的
1.了解OOK信号的产生及其实现方法。
2.了解OOK信号波形和功率谱的特点及其测量方法。
3.了解OOK信号的解调及其实现方法。
二、实验原理
OOK的产生原理图：
OOK的非相干解调：
将OOK信号整流，再经过低通，实现包络检波，用提取出来的时钟抽样判决得到解调输出
三、实验步骤
1.连接电路，产生OOK信号。
用示波器观察各点信号波形，并用
频谱仪观察各点功率谱（将序列发生器模块印刷电路板上的双列直插开关拨到“11”，使码长为2048。
北京邮电大学实验报告
2.自主完成时钟提取、采样、判决，产生OOK的非相干解调信号。
用
示波器观察各点波形。
四、实验结果
4分频2.083khz时钟信号：
北京邮电大学实验报告
ook调制信号：
00k信号的解调：
北京邮电大学实验报告
与初始序列相比有一定的时延和失真，但是调试了很久，无法改善。
五、实验讨论（思考题）
对OOK信号的相干解调，如何进行载波提取？请画出原理框图及实验
框图。
答：从接收到的OOK信号提取离散的载频分量，恢复载波。
框图如下：北京邮电大学实验报告
六、实验总结：
ook的调制与解调相对来说没有什么特别的困难点，有了上面三次实验的基础，整个实验还是颇为顺利，但是最后解调失真一直不能
削去，以后还是要追求尽善尽美。
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。
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实验四数字解调与眼图
一、实验目的
1. 掌握2DPSK 相干解调原理。
2. 掌握2FSK 过零检测解调原理。
二、实验内容
1. 用示波器观察2DPSK 相干解调器各点波形。
2. 用示波器观察2FSK 过零检测解调器各点波形。
三、实验步骤
本实验使用数字信源单元、数字调制单元、载波同步单元、2DPSK 解调单元及2FSK 解调单元，它们之间的信号连结方式如图3-5 所示,其中实线是指已在电路板上布好的,虚线是实验中要连接的。
实际通信系统中，解调器需要的位同步信号来自位同步提取单元。
本实验中尚未用位同步提取单元,所以位同步信号直接来自数字信源。
在做2DPSK 解调实验时，位同步信号送给2DPSK 解调单元，做2FSK 解调实验时则送到2FSK 解调单元。
1. 复习前面实验的内容并熟悉2DPSK 解调单元及2FSK 解调单元的工作原理，接通实验箱电源。
2. 检查数字信源模块、数字调制模块及载波同步模块是否工作正常，使载波同步模块提取的相干载波CAR-OUT 与2DPSK 信号的载波CAR 同相（或反相）。
3. 2DPSK 解调实验
（1）将数字信源单元的BS-OUT 连接到2DPSK 解调单元的BS-IN 点,以信源单元的FS 信号作为示波器外同步信号，将示波器的CH1 接数字调制单元的BK，CH2（请用衰减X10 探头）接2DPSK 解调单元的MU。
MU 与BK 同相或反相，其波形应接近图4-3 所示的理论波形。
图4-5 2DPSK解调信号理论波形
（2）示波器的CH2 接2DPSK 解调单元的LPF，可看到LPF 与MU 同相。
当一帧内BK 中“1”码“0”码个数相同时，LPF 的正、负极性信号电平与0 电平对称，否则不对称。
图4-1 2DPSK解调单元的LPF波形
图4-2 LPF正负极性信号电平与0电平对称
图4-3 LPF正负极性信号电平与0电平不对称
（3）示波器的CH1 接Vc，调节电位器R39，使Vc 为LPF 的中值（当BK 中“1”与“0”等概时LPF 的中值为0 电平），此即为抽样判决器的最佳门限。
（4）观察数字调制单元的BK 与2DPSK 解调单元的MU、LPF、BK 之间的关系，再观察数字调制单元中AK 信号与2DPSK 解调单元的MU、LPF、BK、AK-OUT 信号之间的关系。
输出结果截图如下：
图4-4 数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的BK波形
图4-5 AK与2DPSK解调单元的MU波形
图4-6 AK与2DPSK解调单元的LPF波形
图4-7 AK与2DPSK解调单元的BK波形
图4-8 AK与2DPSK解调单元的AK-OUT波形
（5）断开、接通电源若干次，使CAR 信号与CAR-OUT 信号的相位关系出现跳变，重新进行步骤（4）中的观察。
图4-9 信号反相
图4-10 信号同相
重复上一步，输出结果截图如下：
图4-11 数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的MU波形
图4-12 数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的LPF波形
图4-13 数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的BK波形
图4-14 AK与2DPSK解调单元的MU波形
图4-15 AK与2DPSK解调单元的LPF波形
图4-16 AK与2DPSK解调单元的BK波形
图4-17 AK与2DPSK解调单元的AK-OUT波形
（6）将数字调制单元单刀双掷开关K7置于右方（M序列）端，此时数字调制器输入的基带信号是伪随机序列（本系统中是M序列）信号。
用示波器观察2DPSK解调单元LPF点，即可看到无噪声状态下的眼图。
输出实验结果截图如下：
图4-18 无噪声状态眼图
4. 2FSK 解调实验
将数字信源单元的BS-OUT 换接到2FSK 解调单元的BS-IN 点,示波器探头CH1 接数字调制单元中的BK，CH2 分别接2FSK 解调单元中的FD、LPF、CM 及AK-OUT，观察2FSK 过零检测解调器的解调过程（注意：低通及整形2 都有倒相作用）。
LPF 的波形应接近图3-4 所示的理论波形，若相差较大可微调节电位器R48。
实验结果输出截图如下：
图4-19 2FSK解调单元的FD
图4-20 2FSK解调单元的LPF
图4-21 2FSK解调单元的CM
图4-22 2FSK解调单元的AK-OUT
四、实验结果分析
1.设绝对码为1001101，相干载波频率等于码速率的1.5 倍，根据实验观察得到的规律，画出CAR-OUT 与CAR 同相、反相时2DPSK 相干解调MU、LPF、BS、BK、AK 波形示意图，总结2DPSK 克服相位模糊现象的机理。
答：2DPSK克服相位模糊现象：DPSK原码经变换为差分码序列｛bk｝，延迟一码元为｛bk-1｝，接收端正确检测后，经反变换再恢复，此时若本地相干载波反相，则相干解调后得到｛bk｝的反码，经码型反变换，即可清除相位模糊现象。
2DPSK与输入波形
2.设信息代码为1001101，2FSK 的两个载频分别为码速率的四倍和两倍，根据实验观察得到的规律，画出2FSK 过零检测解调器输入的2FSK 波形及FD、LPF、BS、AK 波形（设低通滤波器及整形2 都无倒相作用）。
2FSK与输入波形
五、总结与体会
经过通信原理实验课的学习，让我收获多多。
这次培养了我的动手能力。
提高了我处理数据的能力，让我对书中的只是认识更全面，而不仅仅只是读死书。
但在这中间我的探索方式还有待改善，当面对一些复杂的实验时我还不能很快很好的完成；我的数据处理能力还得提高，当眼前摆着一大堆复杂数据时我处理的方式及能力还不足，不能用最佳的处理手段使实验误差减小到最小程度。