《通信原理》实验手册
光纤通信原理实验指导书
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索- 百度文库《光纤通信》实验指导书王玮中南大学信息科学与工程学院通信工程系二〇一一年四月目录光纤通信原理实验系统简介 (1)光纤实验箱使用注意事项 (3)实验一⑴半导体激光器P-I特性测试实验 (4)实验一⑵光电检测器特性实验 (6)实验二模拟信号光纤传输实验 (9)实验三数字信号光纤传输实验 (12)附录ZYE4301G型光纤通信实验箱各模块引脚说明 (14)《光纤通信原理》实验报告 (17)光纤通信原理实验系统简介本套实验系统（ZYE4301G ）实验箱是为配合《光纤通信》课程的理论教学，结合目前光纤通信工程技术最新进展，为了提高学生实际操作和动手能力而研制开发的。
它包含了光纤通信系统设备中的各个主要组成部分，具体由以下十二个模块组成，其印刷电路板布局图如图0―1所示。
一、电源模块 二、光发送模块 三、光接收模块 四、预失真补偿模块 五、语音信号处理模块 六、模拟信号源模块 七、电话接口模块 八、数字信号源模块 九、PCM 编译码模块 十、CMI 编译码模块 十一、HDB3编译码模块 十二、CPLD 下载模块可以通过实验箱上述十二个模块灵活组成各种不同光纤通信系统，如：850nm 波长光纤通信系统、1310nm 波长光纤通信系统、1550nm 波长光纤通信系统；同时也可以组成单模光纤通信系统、多模光纤通信系统；模拟光纤通信系统、数字光纤通信系统；光时分复用传输系统和光波分复用传输系统等光纤通信工程中常用的绝大多数光纤通信系统。
实验系统基本组成方框图如图0―2所示： 图0―2 光纤传输实验系统方框图实验系统主要由光发模块，光收模块、光无源器件和辅助通信模块等组成。
光发端机完成将电信号调制至光载波上去，采用强度调制（IM ）；光接收机完成光信号的解调，采用直接检测（DD ），属于非相干解调。
光载波由半导体光源产生，由半导体光检测器将光信号转换成电信号从而达到传输信号的目的。
通信原理实验
实验一 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。
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 一块2、调制模块 一块3、20M 双踪示波器 一台4、带话筒立体声耳机 一副四、实验原理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3-1所示。
m(t)mc s (t)图3-1 幅度调制器的一般模型1、常规双边带调幅（AM ）常规双边带调制简称调幅（AM ）。
假设调制信号()m t 的平均值为0，将其叠加一个直流偏量0A 后与载波相乘，即可形成调幅信号。
其时域表示式为[]0()()cos AM c s t A m t t ω=+若()m t 为确知信号，则AM 信号的频谱为[][]01()()()()()2AM c c c c S A M M ωπδωωδωωωωωω=++-+++- 其典型波形和频谱（幅度谱）如图3-2所示cos c tω()m t0(A m t +t()AM StHHCC图3-2 AM 信号的波形和频谱若()m t 为随机信号，则已调信号的频域表示必须用功率谱描述。
由波形可以看出，当满足条件：0max ()m tA ≤时，AM 调幅波的包络与调制信号()m t 的形状完全一样，因此用包络检波的方法很容易恢复出原始调制信号；如果上述条件没有满足，就会出现“过调幅”现象，这时用包络检波将会发生失真。
AM 的优点在于系统结构简单，价格低廉，所以至今调幅制仍广泛用于无线电广播。
本实验采用的AM 调幅框图如下图3-3所示。
图3-3 AM 调幅实验框图上图中，由信号源模块DDS 模拟信源直接提供调制信号0()A m t +，即含直流分量的正弦模拟信号，同时将信号源模块384KHz 正弦载波作为载波输入，两者相乘得到“AM 调幅信号”输出。
通信原理实验
一、实验目的1、了解信道编码在通信系统中的重要性。
2、掌握汉明码编译码的原理。
3、掌握汉明码检错纠错原理。
4、理解编码码距的意义。
5、了解信道编码在通信系统中的重要性；6、掌握BCH码编译码的原理；7、掌握BCH码检错纠错原理；8、了解CPLD实现BCH码编译码的方法。
二、实验原理1、实验原理框图汉明码编译码实验框图实验框图说明汉明码编码过程：数字终端的信号经过串并变换后，进行分组，分组后的数据再经过汉明码编码，数据由4bit变为7bit。
2、实验原理框图BCH码编译码实验原理框图实验框图说明BCH码编码过程：数据经过串并变换后进行分组，分组后的数据再经过BCH码编码。
三、实验过程实验14项目一汉明码编码规则验证概述：本项目通过改变输入数字信号的码型，观测延时输出，编码输出及译码输出，验证汉明码编译码规则。
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】→【汉明码】。
（1）将2号模块的拨码开关S12#拨为10100000，拨码开关S22#、S32#、S42#均拨为00000000；（2）将6号模块的拨码开关S16#拨为0001，即编码方式为汉明码。
开关S36#拨为0000，即无错模式。
按下6号模块S2系统复位键。
3、此时系统初始状态为：2号模块提供32K编码输入数据，6号模块进行汉明编译码，无差错插入模式。
4、实验操作及波形观测。
（1）用示波器观测6号模块TH5处编码输出波形。
注：为方便观测，可以以TH4处延时输出作为输出编码波形的对比观测点。
此处观测的两个波形是同步的。
（2）设置2号模块拨码开关S1前四位，观测编码输出并填入下表中：实验14项目二汉明码检纠错性能检验概述：本项目通过插入不同个数的错误，观测译码结果与输入信号验证汉明码的检纠错能力。
1、保持实验项目一中的连线。
2、将6号模块S3拨成0001（即插入单个错），按下6号模块S2系统复位。
3、对比观测译码结果与输入信号，验证汉明码的纠错能力。
通信原理 ASK 调制系统 实验指导书
《数字通信原理》实验指导书信息学院通信教研部目录实验、二进制幅移键控技术（ASK）实验（一）——2ASK调制系统设计与仿真一、实验目的1.通过本实验深入理解、掌握二进制幅移键控技术（2ASK）的调制/解调原理。
2.掌握（2ASK）调制系统模型的构建技术。
3.掌握（2ASK）调制技术的设计与实现方法。
4.深入理解、掌握二进制幅移键控（2ASK）调制系统各模块间参数的设置及相互间的关联与影响。
5.能够按不同用户的技术指标需求，进行（2ASK）调制系统的设计。
6.掌握（2ASK）调制系统的测试方法。
7.掌握对（2ASK）调制系统的相关参数、信号波形进行分析的方法。
二、实验仪器（软/硬件环境及所需元器件模块）1.PC机一台2. 安捷伦科技EESof软件ADS：Advanced Design System –2005A3.计算机操作系统：Win 2000, Win XP, HP Unix11.0, Sun Unix 5.8 等4.元器件模块：（1）Sinusoid正弦波信号发生器（Sinusoid signal generator）；（2）Data数字序列信号发生器（Data generator）；（3）信号类型转换器（Signal Converters）：TimedToFloat信号类型转换器、FloatToTimed信号类型转换器；（4）TimedSink信号接收器（Timed Data Collector）；（5） SpectrumAnalyzer频谱分析仪（Spectrum analyzer）；（6） DF数据流控制器(Data Flow Controller)；（7） Mpy2乘法器（2-Input Multiplier）；（8） VAR变量和方程式模块(器件)（Variables and Equations Component）。
（9）限幅器(Limiter )三、实验原理振幅键控（也称幅移键控），记作ASK（Amplitude Shift Keying），或称为开关键控（通断键控），记作OOK （On Off Keying ）。
通信原理实验指导书SystemView
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.扩展用户库扩展的用户库包括有扩展通信库2、IS95/CDMA、数字视频广播DVB等。
通信库2: 扩展的通信库2主要对原来的通信库加了时分复用、OFDM调制解调、QAM编码与调制解调、卷积码收缩编解码、GOLD码以及各种衰落信道等功能。
4.5版中，通信库2已被合并到基本通信库中。
通信原理实验一指导书
实验一熟悉SYSTEMVIEW仿真软件一、实验目的1、了解SystemView仿真环境。
2、熟悉SystemView图符库。
二、实验要求1、先安装SystemView软件。
2、熟悉它的环境，仿真窗口，图符库，帮助系统。
3、独立完成，完成后书写实验报告。
三、实验设备网络计算机，SystemView软件。
四、实验内容1、熟悉仿真环境及图符库。
2、学习使用SystemView,建立自己的第一个系统。
五、实验步骤建立一个产生正弦波信号，并对其进行平方运算的系统1、进入SystemView。
通过双击桌面上的SystemView快捷图标或单击程序组中的SystemView即可启动SystemView。
2、设置系统运行时间。
单击工具条中的系统定时“System Time”按钮，把采样频率“Sample Rate”设置成100Hz，采样点数“No of Samples”设置为128。
3、定义一个幅度为1v，频率为10Hz的正弦信号源。
从图符库中拖出一个信号源图符“Source”到设计窗口，双击该图符，在出现的信号源库窗口中，选择周期信号“Periodic”中的正弦信号“Sinusoid”,按“Parameter”按钮，将参数设置窗口中的频率“Frequency”定义为10。
4、定义一个平方运算的函数图符。
从图符库“Function”中拖动一个函数图符至设计窗口，双击该图符，在出现的函数库窗口中，选择代数库“Algebraic”中的“X^a”，并在参数设置窗口中的文字框中输入2。
5、定义两个接收图符。
拖动两个接收器图符到设计窗口，双击它们，将它们都定义为“Graphic Display”的“SystemView”信号接收类型。
6、连接图符。
将信号源图符（正弦输出）分别连接到函数图符和其中一个接收图符，函数图符连接到另一个接收图符。
7、运行系统。
单击工具条中的运行按钮，运行系统，这时就会在第一个接收图形显示区中显示出正弦信号，在第二个接收图形显示区中显示出平方后的信号。
通信原理实验
通信原理实验通信原理实验指导实验一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1496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：图1-1 AM调制电路原理图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。
图1-2 AM解调电路原理图四、实验仪器：1、双踪示波器2、万用表五、实验内容及步骤：本实验使用低频信号源模块（实验箱底板）、2M载波和AM调制解调模块（EL-TS-M5）1、实验连线：a)b)2、调整低频正弦信号源幅度为2V左右。
通信原理实验1 FM
kfm=0.2 0.02 0.018 0.016 0.014 0.012 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002 0 -3000
-1500
-1000
-500
0
500
1000
1500
2000
-2000
-1000
0
1000
2000
3000
kfm=0.3 0.02 0.018 0.016 0.014 0.012 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002 0 -4000
T:
m_t
说明
每秒采 10000 个 点
10000 500 20 0.1 仿真原理
… …
Hz ms [-0.05,0.05]
积分器 Carrier
s_t
R:
m_t
隔直
包络 检波 图 1 FM 系统原理框图
微分器
… …
图1为从通信原理教材中摘录的FM发送以及接收系统的实现框图。从图1 中不难看出，FM的实现架构还是比较简单。由于matlab等数值计算工具完成的 都是离散点的运算， 因此框图中用到的积分器以及微分器实际就是累加器与差分 器。为了方便，后面不对术语作严格的区分。可以调用matlab中提供的函数 cumsum和diff实现上述操作。由于差分后会出现由载波带来的直流成分，因此要 得到原始的消息信号便要滤去直流成分。下面，将从理论上说明图1中系统设计 的可实现性。 根据FM调制信号的特点，其发送信号 s_t =A cos[2 f ct 2 kFM m(t )dt ] 。对 发送信号求导便得：
0.02 0.018 0.016 0.014 0.012 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002 0 -5000 -4000 -3000 -2000 -1000
通信原理实验4
实验四DBPSK调制及解调实验一、实验目的1、掌握DBPSK调制和解调的基本原理；2、掌握DBPSK数据传输过程，熟悉典型电路；3、熟悉DBPSK调制载波包络的变化；4、掌握DBPSK载波恢复特点与位定时恢复的基本方法；二、实验器材1、主控&信号源、9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、DBPSK调制解调（9号模块）实验原理框图DBPSK调制及解调实验原理框图2、DBPSK调制解调（9号模块）实验框图说明基带信号先经过差分编码得到相对码，再将相对码的1电平和0电平信号分别与256K载波及256K反相载波相乘，叠加后得到DBPSK调制输出；已调信号送入到13模块载波提取单元得到同步载波；已调信号与相干载波相乘后，经过低通滤波和门限判决后，解调输出原始相对码，最后经过差分译码恢复输出原始基带信号。
其中载波同步和位同步由13号模块完成。
四、实验步骤实验项目一DBPSK调制信号观测（9号模块）概述：DBPSK调制实验中，信号是用相位相差180°的载波变换来表征被传递的信息。
本项目通过对比观测基带信号波形与调制输出波形来验证DBPSK调制原理。
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口目的端口连线说明信号源：PN 模块9：TH1(基带信号) 调制信号输入信号源：256KHz 模块9：TH14(载波1) 载波1输入信号源：256KHz 模块9：TH3(载波2) 载波2输入信号源：CLK 模块9：TH2(差分编码时钟) 调制时钟输入模块9：TH4(调制输出)模块13：TH2(载波同步输入)载波同步模块信号输入模块13：TH1(SIN)模块9：TH10(相干载波输入)用于解调的载波模块9：TH4(调制输出) 模块9：TH7(解调输入) 解调信号输入模块9：TH12(BPSK解调输出)模块13：TH7(数字锁相环输入)数字锁相环信号输入模块13：TH5(BS2)模块9：TH11(差分译码时钟)用作差分译码时钟2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【BPSK/DBPSK数字调制解调】。
《通信原理》实验指导书下
实验一实验系统概述一、实验目的：了解通信原理综合实验系统的组成结构。
掌握通信原理综合实验系统的使用方法。
对照实验系统进一步加深对通信系统基本模型的认识。
二、实验仪器：通信原理综合实验系统一台电话机两部三、实验原理：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、语音编译码技术、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。
该硬件平台模块化功能较强，其电路布局如图所示，系统的每个模块既可以独立完成特定的功能，也可以与其他模块联合起来组成一个相对独立的系统。
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）：中频发送信号连接器。
调制后的中频信号通过该接口对外输出，一般通过中频同轴电缆送入接收端设备。
3. 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（如加噪后的中频信号、无线衰落后的低中频信号）由该接口输入，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）（实验箱左端的信号输入接头）：测试信号输入端。
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相应模块还与该模块的跳线器设置有关，具体见实验步骤。
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。
6. PHONE1（电话1模块）、PHONE2（电话2模块）：标准电话接口；用于实现话音信号的输入输出。
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进行选择控制的。
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实验1 数字基带信号与AMI/HDB3编译码 实验目的 1、掌握单极性码、双极性码、归零码、非归零码等基带信号波形特点。 2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。 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同步时分复用信号的帧结构特点。 预习知识（实验前填写完成） （1）AMI码的编码规律是：将二进制信息码的“1”码交替编码为“+1”码和“-1”码，而“0”码编码后仍为“0”码。 （2） HDB3码的编码规律是：4个连“0”二进制信息码用取代节“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”；其它的信息码中“0”码编码后仍为“0”码；信息码的“1”码编码后变为“+1”码或“-1”码。HDB3码中“1”、“B”的符号与其前一个非“0”码的符号相反，符合交替反转原则；而“V”的符号与其前一个非“0”码的符号相同，破坏了符号交替反转原则；但相邻V码的符号又是交替反转的。 （3）设信息码为1000 0110 0000 1000 0000 0010，画出其NRZ码、AMI码，HDB3码波形。
实验内容及实验步骤（根据实验数据填写） 本模块有以下信号测试点： NRZ 译码器输出信号测试点 BS-R 锁相环输出的位同步信号测试点 AMI-HDB3 编码器输出信号测试点 1、熟悉数字信源模块和AMI/HDB3编译码模块的工作原理，接好电源线，打开实验设备电源开关。 2、用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形。 将示波器置于外同步触发状态，用信源模块的FS信号作为示波器的外同步触发信号。示波器探头的地线接在信源模块的GND点，进行下列观察： （1）示波器的两个通道探头分别接信源模块的测试点NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源模块是否已正常工作（“1”码对应的发光管亮，“0”码对应的发光管灭）； （2）用开关K1产生代码×1110010（×为任意代码，1110010为7位帧同步码），K2、K3产生任意信息代码，观察NRZ码特点只有正脉冲且“1”码的脉冲宽度等于位时钟周期 以及集中插入帧同步码同步时分复用信号帧结构特点帧同步码被集中插入到每一帧的固定位置，各路数据占有各自固定的时隙 （3）用示波器观察AMI/HDB3编译码模块的各种波形。 （1） 示波器的两个探头CH1和CH2分别接信源模块的测试点NRZ-OUT和AMI/HDB3模块的测试点AMI-HDB3，将信源模块的K1、K2、K3每一位都置1，观察全1码对应的AMI码（开关K4置于左方AMI端）波形和HDB3码（开关K4置于右方HDB3端）波形。再将K1、K2、K3置为全0，观察全0码对应的AMI码和HDB3码波形。观察时应注意：AMI码和HDB3码波形的占空比为0.5；编码输出信号AMI-HDB3比输入信号NRZ-OUT滞后了约4个码元。 （2）将K1、K2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000状态，观察并记录对应的AMI码和HDB3码。 （3）将K1、K2、K3置于0100 0000 0000 0000 0000 0000状态，CH1接信源模块的BS-OUT，K4先置于左方AMI端，CH2依次观察AMI/HDB3模块的BS-R和NRZ信号；再将K4置于右方HDB3端，CH2再次观察BS-R和NRZ信号。从AMI码中提取的位同步信号BS-R的相位相对于其时钟BS-OUT的相位关系是：由于此时信源代码连“0”个数太多，从AMI码中提取的位同步信号BS-R的相位相对于其时钟BS-OUT的相位是不固定的，观察中有两种可能现象：BS-R的周期相对于BS-OUT有细微的改变；或BS-R相对于BS-OUT做快速抖动。因此不能完成正确的AMI译码。而HDB3码则不存在这种问题
实验1 数字基带信号与AMI/HDB3编译码
实验思考题 （1）不归零码和归零码的特点是什么？ （2）与信源代码中的“1”码相对应的AMI码及HDB3码是否一定相同？ 答：1）不归零码特点：脉冲宽度 等于码元宽度Ts 归零码特点： ＜Ts
2）与信源代码中的“1”码对应的AMI码及HDB3码不一定相同。因信源代码中的“1”码对应的AMI码“1”、“-1”相间出现，而HDB3码中的“1”，“-1”不但与信源代码中的“1”码有关，而且还与信源代码中的“0”码有关。举例： 信源代码 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 AMI 1 0 0 0 0 -1 1 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 1
HDB3 1 0 0 0 1 -1 1 -1 0 0 -1 1 0 0 0 1 0 -1 (3)写出下列信息代码的AMI及HDB3码 信息代码 1 1 1 1 1 1 1 AMI 1 -1 1 -1 1 -1 1
HDB3 1 -1 1 -1 1 -1 1 信息代码 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 AMI 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
HDB3 0 0 0 1 -1 0 0 1 -1 0 0 1 -1 信息代码 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 AMI 0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 -1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
HDB3 0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0-1 0 1 -1 1 0 0 1 -1 0 0 0 –1 0
（4）试根据单极性归零码的功率谱密度公式说明为什么信息代码中的连0码越长，越难于从AMI码中提取位同步信号，而HDB3码则不存在此问题。
实验者签名 指导教师签字 实验2 数字调制 实验目的 1、掌握绝对码(AK)、相对码(BK)的概念以及它们之间的关系。 2、掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号的方法。 3、掌握BK与2PSK信号波形之间的关系、AK与2DPSK信号波形之间的关系。 4、了解2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。 预习知识（实验前填写完成） （1） 2ASK的编码规律是：
（2） 2FSK的编码规律是：
（3） 2DPSK的编码规律是：
（4） 画出2ASK、2FSK、2DPSK信号频谱简图：
实验内容及实验步骤（根据实验数据填写） 数字调制模块上有以下信号测试点： CAR 2DPSK和2ASK的载波信号测试点 BK 相对码测试点 2DPSK 2DPSK信号测试点，VP-P>0.5V 2FSK 2FSK信号测试点，VP-P>0.5V 2ASK 2ASK信号测试点，VP-P>0.5V
1、熟悉数字调制模块的工作原理。接通电源，打开实验箱电源开关。将数字调制模块单刀双掷开关K7置于左方N端，使信源输出周期性NRZ信号（而非m序列信号）作为调制器的基带信号。 2、将示波器置于外同步触发状态，用数字信源模块的FS信号作为示波器的外同步触发信号。示波器CH1接信源模块的NRZ-OUT(AK)，CH2接数字调制模块的BK，信源模块的K1、K2、K3置于任意状态（非全0），观察AK、BK波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律：
3、示波器CH1接2DPSK，CH2分别接AK及BK，观察并总结2DPSK信号相位变化与绝对码的关系以及2DPSK信号相位变化与相对码的关系：2DPSK信号波形对于AK信号而言，逢“1”变 ，2DPSK信号波形对于BK信号而言，在码元发生变化的地方变。 4、示波器CH2接AK、CH1依次接2FSK和2ASK；观察这两个信号与AK的关系：
实验2 数字调制 实验思考题 1. 设绝对码为11111、00000或1001 1010，求相对码。 答： 绝对码 11111，00000，10011010 相对码参考信号0 10101，00000，11101100 参考信号1 01010，11111，00010011
2. 设相对码为11111、00000或1001 1010，求绝对码。 答： 相对码 11111，00000，10011010 绝对码 参考信号1 00000，00000，01010111 参考信号0 10000，10000，11010111
3. 设信息代码为1001 1010，载频分别为码元速率的1倍和1.5倍，画出2DPSK及2PSK信号波形。
4. 总结绝对码至相对码的变换规律、相对码至绝对码的变换规律并设计一个由相对码至绝对码的变换电路。 实验者签名 指导教师签字 实验3 模拟锁相环与载波同步 实验目的 1. 掌握模拟锁相环的工作原理，以及环路的锁定状态、失锁状态、同步带、捕捉带等基本概念。 2. 掌握用平方环法从2DPSK信号中提取相干载波的原理及模拟锁相环环路滤波器的设计方法。 3. 了解2DPSK相干载波相位模糊现象产生的原因。 预习知识（实验前填写完成）
（1）模拟锁相环的原理框图（科斯塔斯环）：
平方器 鉴相器 环路滤波器 压控振荡器
放大 整形器 ÷2 移相器 滤波器
VCO CAR-OUT
MU Ud
2DPSK-IN
（2）简单介绍模拟锁相环及平方环载波同步器的工作原理。 锁相环由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）及压控振荡器（VCO）组成，如图3.3所示。 uc(t) PD LF VCO
uo(t)
ui(t) ud(t)
模拟锁相环中，PD是一个模拟乘法器，LF是一个有源或无源低通滤波器。锁相环路是一个相位负反馈系统。PD检测ui(t)与uo(t)之间的相位误差并进行运算形成误差电压ud(t)。LF滤除乘法器输出的高频分量（包括和频及其他的高频噪声）形成控制电压uc(t)。在uc(t)的作用下、uo(t)的相位向ui(t)的相位靠近。 则环路的数学模型如图所示。
+ Udsin( )
F(P)
P
Ko i(t) e(t) uc(t) o(t) ud(t)
+
-
由上述数学模型进行数学分析，可得到以下重要结论： 当ui(t)是固定频率正弦信号(θi(t)为常数)时，在环路的作用下，VCO输出信号频率可以由固有振荡频率ωo（即环路无输入信号、环路对VCO无控制作用时VCO的振荡频率）变化到输入信号频率ωi，此时θo(t)也是一个常数，ud(t)、uc(t)都为直流。称此状态为环路的锁定状态。定义Δωo=ωi-ωo为环路固有频差，Δωp表示环路的捕捉带，ΔωH表示环路的同步带，模拟锁相环中ΔωpP