通信原理试验参考指导书.doc

实验1 CMI码型变换实验一、 实验目1、 理解CMI码编码规则。2、 观测输入全0码或全1码时各编码输出码型，理解与否具有直流分量。3、 观测CMI码通过码型反变换后译码输出波形及译码输出后时间延迟。4、 纯熟掌握CMI与输入信号关系。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、实验框图阐明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1输出高bit，用时钟0输出低bit，也就是选取器功能。CMI译码一方面也是需要找到分组信号，才干对的译码。CMI码只要浮现下降沿了，就表达分组开始，找到分组信号后，对信号分组译码就可以得到译码数据了。四、实验环节概述：本项目通过变化输入数字信号码型，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码与否存在直流分量。1、关电，按表格所示进行连线。源端口目端口连线阐明信号源：PN模块8：TH3(编码输入-数据)基带传播信号输入信号源：CLK模块8：TH4(编码输入-时钟)提供编码位时钟模块8：TH6(编码输出)模块13：TH7(数字锁相环输入)数字锁相环法位同步提取输入模块13：TH5(BS2)模块8：TH9(译码时钟输入)提供译码位时钟模块8：TH6(编码输出)模块8：TH10(译码输入)将数据送入译码模块2、开电，设立主控菜单，选取【主菜单】【通信原理】【CMI码】【无误码】。13号模块开关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）观测编码输入数据和编码输出数据：用示波器分别观测和记录TH38#和TH68#波形，验证CMI编码规则。（2）观测编码输入数据和译码输出数据：用示波器分别观测和记录TH38#和TH138#波形，测量CMI码时延。（3）断开电源，更改连线及设立。源端口目端口连线阐明模块2：DoutMUX模块8：TH3(编码输入-数据)码基带传播信号输入模块2：BSOUT模块8：TH4(编码输入-时钟)提供编码位时钟模块8：TH6(编码输出)模块13：TH7(数字锁相环输入)数字锁相环法位同步提取模块13：TH5(BS2)模块8：TH9(译码时钟输入)提供译码位时钟模块8：TH6(编码输出)模块8：TH10(译码输入)将数据送入译码模块开电，设立主控菜单，选取【主菜单】【通信原理】【CMI码】【无误码】。将模块13开关S3置为0011即提取512K同步时钟。将模块2开关置为00000000 00000000 00000000 00000011，用示波器分别观测编码输入数据和编码输出数据，调节示波器，将信号耦合状况置为交流，观测记录波形。保持连线，拨码开关由0到1逐位拨起，直到模块2拨动开关置为00111111 11111111 11111111 11111111，观测比较波形0和1示波器波形变化状况。思考：CMI码与否存在直流分量？（4）验证CMI误码检测功能：设立主控&信号源模块，在CMI实验中插入误码，用示波器对比观测误码插入与误码检测。思考：CMI码与否可以纠错？五、实验报告1、分析实验电路工作原理，论述其工作过程。2、依照实验测试记录，画出各测量点波形图，并分析实验现象。3、对实验中两种编码直流分量观测成果如何？联系数字基带传播系统知识分析若具有编码中直流分量将会对通信系统导致什么影响？4、阐明延时测量办法。实验2 BPH码型变换实验一、 实验目1、 BPH码编码规则。2、 观测输入全0码或全1码时各编码输出码型，理解与否具有直流分量。3、 观测BPH码通过码型反变换后译码输出波形及译码输出后时间延迟。4、 测试BPH码检错功能。5、 BPH码译码同步观测。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、实验框图阐明BPH编码编码规则不同，是0编码为01，1编码为10， BPH译码一方面也是需要找到分组信号，才干对的译码。BPH译码只要找到连0或连1，就表达分组开始。找到分组信号后，对信号分组译码就可以得到译码数据了。实验概述：本项目通过变化输入数字信号码型，分别观测编码输入输出波形与译码输出波形，对比CMI编码，分析两种编码规则异同，验证BPH编译码原理并验证BPH码与否存在直流分量。1、关电，连线和开关S3设立与实验项目1 CMI码型变换实验相似。2、开电，设立主控菜单，选取【主菜单】【通信原理】【BPH码】【无误码】。3、此时系统初始状态为：PN为256K。4、类似实验项目1 CMI码型变换操作环节，进行BPH码编码规则观测和BPH码直流分量观测。五、实验报告1、分析实验电路工作原理，论述其工作过程。2、依照实验测试记录，画出各测量点波形图，并分析实验现象。3、对实验中两种编码直流分量观测成果如何？联系数字基带传播系统知识分析若具有编码中直流分量将会对通信系统导致什么影响？4、比较两种编码优劣。5、写出完毕本次实验后心得体会以及对本次实验改进建议。实验3 HDB3码型变换实验一、 实验目1、 理解几种惯用数字基带信号特性和作用。2、 掌握HDB3码编译规则。3、 理解滤波法位同步在码变换过程中作用。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、HDB3编译码实验原理框图HDB3编译码实验原理框图2、实验框图阐明咱们懂得AMI编码规则是遇到0输出0，遇到1则交替输出+1和-1。而HDB3编码由于需要插入破坏位B，因而，在编码时需要缓存3bit数据。当没有持续4个连0时与AMI编码规则相似。当4个连0时最后一种0变为传号A，其极性与前一种A极性相反。若该传号与前一种1极性不同，则还要将这4个连0第一种0变为B，B极性与A相似。实验框图中编码过程是将信号源经程序解决后，得到HDB3-A1和HDB3-B1两路信号，再通过电平转换电路进行变换，从而得到HDB3编码波形。同样AMI译码只需将所有1变为1，0变为0即可。而HDB3译码只需找到传号A，将传号和传号前3个数都清0即可。传号A辨认办法是：该符号极性与前一极性相似，该符号即为传号。实验框图中译码过程是将HDB3码信号送入到电平逆变换电路，再通过译码解决，得到原始码元。四、实验环节项目一 HDB3编译码（256KHz归零码实验）概述：本项目通过选取不同数字信源，分别观测编码输入及时钟，译码输出及时钟，观测编译码延时以及验证HDB3编译码规则。1、关电，按表格所示进行连线。源端口目端口连线阐明信号源：PN模块8：TH3(编码输入-数据)基带信号输入信号源：CLK模块8：TH4(编码输入-时钟)提供编码位时钟模块8：TH1(HDB3输出)模块8：TH7(HDB3输入)将数据送入译码模块模块8：TH5(单极性码)模块13：TH7(数字锁相环输入)数字锁相环位同步提取模块13：TH5(BS2)模块8：TH9(译码时钟输入)提供译码位时钟2、开电，设立主控菜单，选取【主菜单】【通信原理】【HDB3编译码】 【归零码实验】。将模块13开关S3分频设立拨为0011，即提取512K同步时钟。3、此时系统初始状态为：编码输入信号为256KPN序列。4、实验操作及波形观测。（1）用示波器分别观测编码输入数据TH3和编码输出数据TH1(HDB3输出)，观测记录波形，有数字示波器可以观测编码输出信号频谱，验证HDB3编码规则。注：观测时注意码元相应位置。（2）保持示波器测量编码输入数据TH3通道不变，另一通道测量中间测试点TP2 (HDB3-A1)，观测基带码元奇数位变换波形。（3）保持示波器测量编码输入数据TH3通道不变，另一通道测量中间测试点TP3 (HDB3-B1)，观测基带码元偶数位变换波形。（4）用示波器分别观测模块8TP2(HDB3-A1)和TP3(HDB3-B1)，可从频域角度观测信号所含256KHz频谱分量状况；或用示波器减法功能观测HDB3-A1与HDB3-B1相减后波形状况,，并与HDB3编码输出波形相比较。（5）用示波器对比观测编码输入数据和译码输出数据，观测记录HDB3译码波形与输入信号波形。思考：译码过后信号波形与输入信号波形相比延时多少？（6）用示波器分别观测TP4(HDB3-A2)和TP8(HDB3-B2)，从时域或频域角度理解HDB3码经电平变换后波形状况。（7）用示波器分别观测模块8TH7(HDB3输入)和TH5(单极性码)，从频域角度观测双极性码和单极性码256KHz频谱分量状况。（8）用示波器分别观测编码输入时钟和译码输出时钟，观测比较恢复出位时钟波形与原始位时钟信号波形。思考：此处输入信号采用单极性码，可较好恢复出位时钟信号，如果输入信号采用是双极性码，与否能观测到恢复位时钟信号，为什么？实验项目二HDB3码对连0信号编码、直流分量以及时钟信号提取观测概述：本项目通过设立和变化输入信号码型，观测HDB3归零码编码输出信号中对长连0码信号编码、具有直流分量变化以及时钟信号提取状况，进一步理解HDB3码特性。1、关电，按表格所示进行连线。源端口目端口连线阐明模块2：DoutMUX模块8：TH3(编码输入-数据)基带信号输入模块2：BSOUT模块8：TH4(编码输入-时钟)提供编码位时钟模块8：TH1(HDB3输出)模块8：TH7(HDB3输入)将数据送入译码模块模块8：TH5(单极性码)模块13：TH7(数字锁相环输入)数字锁相环位同步提取模块13：TH5(BS2)模块8：TH9(译码时钟输入)提供译码位时钟2、开电，设立主控菜单，选取【主菜单】【通信原理】【HDB3编译码】 【归零码实验】。将模块13开关S3分频设立拨为0011，即提取512K同步时钟。将模块2开关S1、S2、S3、S4所有置为11110000，使DoutMUX输出码型中具有连4个0码型状态。（或自行设立其她码值也可。）3、此时系统初始状态为：编码输入信号为256KHz32位拨码信号。4、实验操作及波形观测。（1）观测具有长连0信号HDB3编码波形。用示波器观测模块8TH3(编码输入-数据)和TH1(HDB3输出)，观测信号中浮现长连0时波形变化状况。注：观测时注意码元相应位置。思考：HDB3编码与AMI编码波形有什么差别？（2）观测HDB3编码信号中与否具有直流分量。将模块2开关S1、S2、S3、S4拨为00000000 00000000 00000000 00000011，用示波器分别观测编码输入数据和编码输出数据，编码输入时钟和译码输出时钟，调节示波器，将信号耦合状况置为交流，观测记录波形。保持连线，拨码开关由0到1逐位拨起，直到模块2拨动开关置为00111111 11111111 11111111 11111111，观测拨码过程中编码输入数据和编码输出数据波形变化状况。思考：HDB3码与否存在直流分量？（3）观测HDB3编码信号所含时钟频谱分量。将模块2开关S1、S2、S3、S4所有置0，用示波器先分别观测编码输入数据和编码输出数据，再分别观测编码输入时钟和译码输出时钟，观测记录波形。再将模块2开关S1、S2、S3、S4所有置1，观测记录波形。思考：数据和时钟与否能恢复？注：有数字示波器可以观测编码输出信号FFT频谱。在恢复时钟方面HDB3码与AMI码比较有哪一种更好？比较不同输入信号时两种码型时钟恢复状况并联系其编码信号频谱分析因素。五、实验报告1、分析实验电路工作原理，论述其工作过程。2、依照实验测试记录，画出各测量点波形图，并分析实验现象。3、测试HDB3反演，即给出HDB3码，求出原消息。实验4测试W681512幅频特性一、 实验目1、 掌握脉冲编码调制与解调系统动态范畴和频率特性定义及测量办法。2、 理解脉冲编码调制信号频谱特性。3、 熟悉理解W681512。二、 实验器材1、 主控&信号源模块、3号、21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、实验原理框图图2-1 21号模块W681512芯片PCM编译码实验图2-2 3号模块PCM编译码实验图2-3 A/律编码转换实验2、实验框图阐明图2-1中描述是信号源通过芯片W681512经行PCM编码和译码解决。W681512芯片工作主时钟为2048KHz，依照芯片功能可选取不同编码时钟进行编译码。在本实验项目一中以编码时钟取64K为基本进行芯片幅频特性测试实验。图2-2中描述是采用软件方式实现PCM编译码，并展示中间变换过程。PCM编码过程是将音乐信号或正弦波信号，通过抗混叠滤波（其作用是滤波3.4kHz以外频率，防止A/D转换时浮现混叠现象）。抗混滤波后信号经A/D转换，然后做PCM编码，之后由于G.711合同规定A律奇数位取反，律所有位都取反。因而，PCM编码后数据需要经G.711合同变换输出。PCM译码过程是PCM编码逆向过程，不再赘述。A/律编码转换实验中，如实验框图2-3所示，当菜单选取为A律转律实验时，使用3号模块做A律编码，A律编码经A转律转换之后，再送至21号模块进行律译码。同理，当菜单选取为律转A律实验时，则使用3号模块做律编码，经转A律变换后，再送入21号模块进行A律译码。四、实验环节概述：该项目是通过变化输入信号频率，观测信号经W681512编译码后输出幅频特性，理解芯片W681512有关性能。1、关电，按表格所示进行连线。源端口目端口连线阐明信号源：A-OUT模块21：TH5(音频接口)提供音频信号信号源：T1模块21：TH1(主时钟)提供芯片工作主时钟信号源：CLK模块21：TH11(编码时钟)提供编码时钟信号信号源：CLK模块21：TH18(译码时钟)提供译码时钟信号信号源：FS模块21：TH9(编码帧同步)提供编码帧同步信号信号源：FS模块21：TH10(译码帧同步)提供译码帧同步信号模块21：TH8(PCM编码输出)模块21：TH7(PCM译码输入)接入译码输入信号2、开电，设立主控菜单，选取【主菜单】【通信原理】【PCM编码】【A律编码观测实验】。调节W1主控&信号源使信号A-OUT输出峰峰值为3V左右。将模块21开关S1拨至“A-Law”，即完毕A律PCM编译码。3、此时实验系统初始状态为：设立音频输入信号为峰峰值3V，频率1KHz正弦波；PCM编码及译码时钟CLK为64KHz方波；编码及译码帧同步信号FS为8KHz。4、实验操作及波形观测。（1）调节模仿信号源输出波形为正弦波，输出频率为50Hz，用示波器观测A-out，设立A-out峰峰值为3V。（2）将信号源频率从50Hz增长到4000Hz，用示波器接模块21音频输出，观测信号幅频特性。注：频率变化时可依照实验需求自行变化频率步进，例如50Hz250Hz间以10Hz频率为步进，超过250Hz后以100Hz频率为步进。思考：W681512PCM编解码器输出PCM数据速率是多少？在本次实验系统中，为什么要给W681512提供64KHz时钟，改为其她时钟频率时候，观测时序有什么变化？认真分析W681512主时钟与8KHz帧收、发同步时钟相位关系。五、实验报告1、分析实验电路工作原理，论述其工作过程。2、依照实验测试记录，画出各测量点波形图，并分析实验现象。（注意相应相位关系）3、对实验思考题加以分析，做出回答。实验5 ASK调制及解调实验一、 实验目1、 掌握用键控法产生ASK信号办法。2、掌握ASK非相干解调原理。二、实验器材1、 主控&信号源、9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ASK调制及解调实验原理框图2、实验框图阐明ASK调制是将基带信号和载波直接相乘。已调信号通过半波整流、低通滤波后，通过门限判决电路解调出原始基带信号。四、实验环节实验项目一 ASK调制概述：ASK调制实验中，ASK（振幅键控）载波幅度是随着基带信号变化而变化。在本项目中，通过调节输入PN序列频率或者载波频率，对比观测基带信号波形与调制输出波形，观测每个码元相应载波波形，验证ASK调制原理。1、 关电，按表格所示进行连线。源端口目端口连线阐明信号源：PN模块9：TH1(基带信号)调制信号输入信号源：128KHz模块9：TH14(载波1)载波输入模块9：TH4(调制输出)模块9：TH7(解调输入)解调信号输入2、开电，设立主控菜单，选取【主菜单】【通信原理】【ASK数字调制解调】。将9号模块S1拨为0000。3、此时系统初始状态为：PN序列输出频率32KHz，调节128KHz载波信号峰峰值为3V。4、实验操作及波形观测。（1）分别观测调制输入和调制输出信号：用示波器同步观测9号模块TH1和TH4，验证ASK调制原理。（2）将PN序列输出频率改为64KHz，观测载波个数与否发生变化。实验项目二 ASK解调概述：实验中通过对比观测调制输入与解调输出，观测波形与否有延时现象，并验证ASK解调原理。观测解调输出中间观测点，如：TP4（整流输出），TP5（LPF-ASK），进一步理解ASK解调过程。1、 保持实验项目一中连线及初始状态。2、 对比观测调制信号输入以及解调输出：用示波器同步观测9号模块TH1和TH6，调节W1直至两者波形相似；再观测TP4（整流输出）、TP5（LPF-ASK）两个中间过程测试点，验证ASK解调原理。3、 观测9号模块LPF-ASK信号，观测眼图。五、实验报告1、分析实验电路工作原理，简述其工作过程；2、分析ASK调制解调原理。3、对的理解低通滤波器作用。实验6 DBPSK调制及解调实验一、实验目1、 掌握DBPSK调制和解调基本原理；2、 掌握DBPSK数据传播过程，熟悉典型电路；3、 熟悉DBPSK调制载波包络变化；4、 掌握DBPSK载波恢复特点与位定期恢复基本办法；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）实验框图阐明基带信号先通过差分编码得到相对码，再将相对码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，通过低通滤波和门限判决后，解调输出原始相对码，最后通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号模块完毕。四、实验环节实验项目一 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载波变换来表征被传递信息。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。源端口目端口连线阐明信号源：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，设立主控菜单，选取【主菜单】【通信原理】【BPSK/DBPSK数字调制解调】。将9号模块S1拨为0100，13号模块S3拨为0111。3、此时系统初始状态为：PN序列输出频率32KHz，调节信号源模块W3使256KHz载波信号峰峰值为3V。4、实验操作及波形观测。（1）观测模块“NRZ-I”，观测“I”；（2）观测模块“NRZ-Q”，观测“Q”。（3）观测模块“基带信号”，观测“调制输出”。思考：分析以上观测波形，分析与ASK有何关系？实验项目二 DBPSK差分信号观测（9号模块）概述：本项目通过对比观测基带信号波形与NRZ-I输出波形，观测差分信号，验证差分变换原理。1、保持实验项目一中连线。2、将9号模块S1拨为“0100”。3、观测“基带信号”和“NRZ-I”。记录波形，并分析差分编码规则。实验项目三 DBPSK解调观测（9号模块）概述：本项目通过对比观测基带信号波形与DBPSK解调输出波形，验证DBPSK解调原理。1、保持实验项目一中连线。将9号模块S1拨为“0100”。2、观测13号模块“SIN”，调节13号模块W1使“SIN”波形稳定，即恢复出载波。观测“DBPSK解调输出”，多次单击13号模块“复位”按键。观测“DBPSK解调输出”变化。3、测9号模块LPF-BPSK，观测眼图。五、实验报告1、分析实验电路工作原理，简述其工作过程；2、通过实验波形，分析DBPSK调制解调原理。3、测试眼图。