通信原理实验指导书修订版(根据实验情况修订).doc

通信原理实验指导书
( 众友实验箱)
目录
实验一信号源实验(认识实验) 1
实验二脉冲编码调制及解调实验 4
实验三码型变换实验(AMIHDB3编译码实验) 11
实验四信道模拟实验(基带传输实验) 16
实验五 FSK调制与解调实验 19
实验六通信系统综合实验 23
实验一信号源实验
一、实验目的
1、了解频率连续变化的各种波形的产生方法。
2、了解NRZ码、方波、正弦波等各种信号的频谱。
3、理解帧同步信号与位同步信号在整个通信系统中的作用。
4、熟练掌握信号源模块的使用方法。
二、实验内容
1、观察频率连续可变信号发生器输出的各种波形及7段数码管的显示。
2、观察点频方波信号的输出。
3、观察点频正弦波信号的输出。
4、拨动拨码开关,观察码型可变NRZ码的输出。
5、观察位同步信号和帧同步信号的输出。
6、观察NRZ码、方波、正弦波、三角波、锯齿波的频谱。
三、实验仪器
1、信号源模块
2、20M双踪示波器一台
3、频率计(可选) 一台
4、PC机(可选) 一台
5、连接线若干
四、实验原理
信号源模块可以大致分为模拟部分和数字部分,分别产生模拟信号和数字信号。
1、模拟信号源部分
模拟信号源部分可以输出频率和幅度任意改变的正弦波(频率变化范围100Hz~10KHz)、三角波(频率变化范围100Hz~1KHz)、方波(频率变化范围100Hz~10KHz)、锯齿波(频率变化范围100Hz~1KHz)以及32KHz、64KHz的点频正弦波(幅度可以调节),各种波形的频率和幅度的调节方法请参考实验步骤。该部分电路原理框图如图1-1所示。
在实验前,我们已经将各种波形在不同频段的数据写入了数据存储器U04,并存放在固定的地址中。当单片机U03检测到波形选择开关和频率调节开关送入的信息后,一方面通过预置分频器调整U01中分频器的分频比(分频后的信号频率由数码管SM01~SM04显示);另一方面根据分频器输出的频率和所选波形的种类,通过地址选择器选中数据存储器U04中对应地址的区间,输出相应的数字信号。该数字信号经过D/A转换器U05和开关电容滤波器U06后得到所需模拟信号。
图1-1 模拟信号源部分原理框图
2、数字信号源部分
数字信号源部分可以产生多种频率的点频方波、NRZ码(可通过拨码开关SW01、SW02、SW03改变码型)以及位同步信号和帧同步信号。绝大部分电路功能由U01来完成,通过拨码开关SW04、SW05可改变整个数字信号源位同步信号和帧同步信号的速率,该部分电路原理框图如图1-2所示。
图1-2 数字信号源部分原理框图
晶振出来的方波信号经3分频后分别送入分频器和另外一个可预置分频器分频,前一分频器分频后可得到1024KHz、256KHz、64KHz、32KHz、8KHz的方波。可预置分频器的分频值可通过拨码开关SW04、SW05来改变,分频比范围是1~9999。分频后的信号即为整个系统的位同步信号(从信号输出点“BS”输出)。数字信号源部分还包括一个NRZ码产生电路,通过该电路可产生以24位为一帧的周期性NRZ码序列,该序列的码型可通过拨码开关SW01、SW02、SW03来改变。在后继的码型变换、时分复用、CDMA等实验中,NRZ码将起到十分重要的作用。
五、实验步骤
1、将信号源模块小心地固定在主机箱中,确保电源接触良好。
2、插上电源线,打开主机箱右侧的交流开关,再按下开关POWER1、POWER2,发光二极管LED01、LED02发光,按一下复位键,信号源模块开始工作。(注意,此处只是验证通电是否成功,在实验中均是先连线,后打开电源做实验,不要带电连线)
3、模拟信号源部分
① 观察“32K正弦波”和“64K正弦波”输出的正弦波波形,调节对应的电位器的“幅度调节”可分别改变各正弦波的幅度。
② 按下“复位”按键使U03复位,波形指示灯“正弦波”亮,波形指示灯“三角波”、“锯齿波”、“方波”以及发光二极管LED07灭,数码管SM01~SM04显示“2000”。
③ 按一下“波形选择”按键,波形指示灯“三角波”亮(其它仍熄灭),此时信号输出点“模拟输出”的输出波形为三角波。逐次按下“波形选择”按键,四个波形指示灯轮流发亮,此时“模拟输出”点轮流输出正弦波、三角波、锯齿波和方波。
④ 将波形选择为正弦波时(对应发光二极管亮),转动“频率调节”的旋转编码器,可改变输出信号的频率,观察“模拟输出”点的波形,并用频率计查看其频率与数码管显示的是否一致。转动对应电位器“幅度调节”可改变输出信号的幅度,幅度最大可达5V以上。(注意:发光二极管LED07熄灭,转动旋转编码器时,频率以1Hz为单位变化;按一下旋转编码器,LED07亮,