通信原理实验

上海工程技术大学通信原理综合实验报告学院电子电气工程学院专业电子信息工程班级学号022211117学生沈文杰指导教师赵晓丽一．验证性实验1.模拟信号源实验一、实验目的1、熟悉各种模拟信号的产生方法及其用途2、观察分析各种模拟信号波形的特点。二、实验内容1、测量并分析各测量点波形及数据。2、熟悉几种模拟信号的产生方法、来源及去处，了解信号流程。三、设计思想利用信号源模块和20M双踪示波器进行模拟信号源实验。主要测试点和可调器件说明如下：1、测试点2K同步正弦波：2K的正弦波信号输出端口，幅度由W1调节。64K同步正弦波：64K的正弦波信号输出端口，幅度由W2调节。128K同步正弦波：64K的正弦波信号输出端口，幅度由W3调节。非同步信号源：输出频率范围100Hz～16KHz的正弦波、三角波、方波信号，通过JP2选择波形，可调电阻W4改变输出频率，W5改变输出幅度。音乐输出：音乐片输出信号。音频信号输入：音频功放输入点（调节W6改变功放输出信号幅度）。2、可调器件K1：音频输出控制端。K2：扬声器控制端。W1：调节2K同步正弦波幅度。W2：调节64K同步正弦波幅度。W3：调节128K同步正弦波幅度。W4：调节非同步正弦波频率。W5：调节非同步正弦波幅度。W6：调节扬声器音量大小。四、实验方法1、用示波器测量“2K同步正弦波”、“64K同步正弦波”、“128K同步正弦波”各点输出的正弦波波形，对应的电位器W1，W2，W3可分别改变各正弦波的幅度。参考波形如下：2、用示波器测量“非同步信号源”输出波形。1）将跳线开关JP2选择为“正弦波”，改变W5，调节信号幅度（调节范围为0～4V），用示波器观察输出波形。2）保持信号幅度为3V，改变W4，调节信号频率（调节范围为0～16KHz），用示波器观察输出波形。3）将波形分别选择为三角波，方波，重复上面两个步骤。3、将控制开关K1设为“ON”，令音乐片加上控制信号，产生音乐信号输出，用示波器在“音乐输出”端口观察音乐信号输出波形。5实验结果6结论2.增量调制编译码系统实验一、实验目的1、掌握增量调制编译码的基本原理，并理解实验电路的工作过程。2、了解不同速率的编译码，以及低速率编译码时的输出波形。3、理解连续可变斜率增量调制系统的电路组成与基本工作原理。4、熟悉增量调制系统在不同工作频率、不同信号频率和不同信号幅度下跟踪输入信号的情况。二、实验内容1、观察增量调制编码各点处的波形并记录下来。2、观察增量调制译码各点处的波形并记录下来。3、工作时钟可变时M编译码比较实验三、设计思想利用信号源模块（主要是1号模块）和20M双踪示波器进行模拟信号源实验。主要测试点和可调器件说明如下：1、输入点说明1号板CLK：CVSD编码时钟输入点DCLK：CVSD解码时钟输入点CVSD-SIN：音频信号输入点CVSD-IN：CVSD编码信号输入点2、输出点说明1号板TH7：再生信号输出TH8：一致性脉冲输出CVSDOUT：CVSD编码输出DOUT：CVSD解码输出信号源板2K同步正弦波：输出与CLK1同步的2K正弦波信号CLK1：时钟信号。实验结构框图如下：信号源2K同步正弦波CVSD编码模块CVSD译码模块1号板DOUTCLKCVSD-SIN信号源板CVSDOUTCLK1(32K)CVSDIN信号恢复INOUTDCLK图4-8CVSD编译码实验结构框图四、实验方法(一)、增量调制的编码实验1、将信号源模块、模块1固定在主机箱上，用黑色塑封螺钉拧紧，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，将信号源模块和模块1的电源开关拨下，观察指示灯是否点亮，红灯为+5V电源指示灯，绿灯为-12V电源指示灯，黄色为+12V电源指示灯。3、关闭电源，按如下方式连线源端口目标端口连线说明信号源：“2K同步正弦波”模块1:“CVSD-SIN”提供音频信号信号源：“CLK1”模块1:“CLK”提供编码时钟4、打开电源，示波器在信号源上的测试点“2K同步正弦波”处观测，示波器的设置如下：模式CH1触发源CH1扫速100μs/div幅度1v/div交直流耦合AC探头×1观察波形并调节信号源上的电位器W1，使波形的峰-峰值在3V左右，然后调节示波器上的释抑旋钮，直到波形稳定。图4-82k同步正弦波5、信号源上的拨码开关S4设为1010，使测试点“CLK1”输出32K时钟。6、用示波器的CH1通道观测1号板的测试点“TH7”，同时调节1号板的电位器W2，并调节示波器上的释抑旋钮，直到波形稳定。参考波形如下：图4-9再生信号参考波形7、观测一致性脉冲输出（TH8）与CVSD编码输出信号（CVSDOUT），示波器的设置如下：模式双踪触发源CH1扫速100μs/div幅度2v/div交直流耦合AC探头×1CH1测“TH8”，CH2测“CVSDOUT”，对比观察,同时调节示波器上的释抑旋钮，直到波形稳定，参考波形如下：图4-10CVSD编码（下）与一致性脉冲（上）参考波形8、“2K同步正弦波”改为“非同步正弦波”其他的连线不变。观察波形，同时调节信号源上的电位器W4，使波形频率为800HZ，然后调节示波器上的释抑旋钮，直到波形稳定。9、音频信号的频率，幅度不变，重复步骤310、工作时钟可变状态下M编码比较实验用2K同步正弦波输入，保持峰-峰值2V，改变编码时钟频率，可选时钟有8K、16K、64K。（改变信号源上的拨码开关S4）再观测再生话音信号（TH7），一致性脉冲输出（TH8）和CVSD编码输出信号（CVSDOUT）波形。(二)、增量调制的译码实验1、同等条件下的PCM与M系统性能比较实验①单音频信号实验1）断开电源，接着上面CVSD调制实验增加以下连线源端口目标端口连线说明模块1：“CLK”模块1:“DCLK”提供解码时钟模块1:“CVSDOUT”模块1：“CVSD-IN”将CVSD编码信号进行解码2）打开电源，用示波器测量信号源“2K同步正弦波”，调节W1改变信号幅度，使输出峰-峰值为2V的正弦波信号。3）将信号源板上S4设为1010，使“CLK1”输出32K的时钟信号。用示波器对比观测TH7和DOUT输出波形。并作记录，注意相位关系。CH1测“TH7”，CH2测“DOUT”，对比观察,同时调节示波器上的释抑旋钮，直到波形稳定。参考波形如下：图4-11TH7与DOUT的参考波形4）调节信号源上W1改变输入音频信号的幅度，重复步骤4），并识别正常编码，起始编码与过载编码时的波形。②话音通信实验1）去掉下表连线源端口目标端口连线说明信号源：“2K同步正弦波”模块1:“CVSD-SIN”以前的接法2）增加以下连线源端口目标端口连线说明信号源：“音乐输出”模块1:“CVSD-SIN”现在的接法模块1：“DOUT”模块1:“IN”译码输入模块1：“OUT”信号源:“音频信号输入”提供输入信号将信号源上K2拨到“ON”状态，重复以上步骤并调节W6，改变音乐信号的大小。实验八码型变换实验一、实验目的1、了解几种常用的数字基带信号。2、掌握常用数字基带传输码型的编码规则。3、掌握用CPLD实现码型变换的方法。二、实验内容1、观察NRZ码、RZ码、AMI码、HDB3码、CMI码、BPH码的波形。2、观察全0码或全1码时各码型的波形。3、观察HDB3码、AMI码的正负极性波形。4、观察RZ码、AMI码、HDB3码、CMI码、BPH码经过码型反变换后的输出波形。5、自行设计码型变换电路，下载并观察波形。三、实验器材1、信号源模块一块2、⑥号模块一块3、⑦号模块一块4、20M双踪示波器一台5、连接线若干五、测试点说明1、输入点说明6号板NRZ：NRZ码输入点。BS：编码时钟输入点。BSR：解码时钟输入点IN-A：正极性HDB3/AMI码编码输入点。IN-B：负极性HDB3/AMI码编码输入点。DIN1：正极性HDB3/AMI码解码输入点。DIN2：负极性HDB3/AMI码解码输入点。HDB3/AMI-IN：HDB3/AMI码编码输入点2、输出点说明6号板DOUT1：编码输出，由拨码开关S1控制编码码型。选择AMI、HDB3码型时，为正极性编码输出DOUT2：编码输出，由拨码开关S1控制编码码型。选择AMI、HDB3码型时，为负极性编码输出，选择其它码型时，无输出OUT-A：正极性HDB3/AMI码解码输出点。OUT-B：负极性HDB3/AMI码解码输出点。HDB3/AMI-OUT：HDB3/AMI码编码输出点。NRZ-OUT：解码输出。六、实验结构框图信号源PN序列CLK1(8k)CMI、BPH、RZ编码模块DOUT1CMI、BPH、RZ译码模块数字锁相环位时钟提取模块6号板7号板NRZ-OUTNRZINBSDIN1DINBS信号源板图？CMI、BPH、RZ编译码实验结构框图信号源HDB3/AMI编码模块HDB3/AMI译码模块数字锁相环位时钟提取模块DIN6号板电平变换电平反变换7号板PN序列CLK1NRZINBSDOUT1IN-ADOUT2IN-BDOUT_ADIN2DOUT_BDIN1HDB3/AMI-OUTHDB3/AMI-INNRZ-OUTBSBSR信号源板图？HDB3/AMI编译码实验结构框图七、实验步骤1、CMI，RZ，BPH码编解码电路观测1)将信号源模块和6、7号模块固定在实验箱上，用朔封螺钉拧紧，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，将信号源模块和模块6、7的电源开关拨下，观察指示灯是否点亮，红灯为+5V电源指示灯，绿灯为-12V电源指示灯，黄色为+12V电源指示灯。3)通过模块6上的拨码开关S1选择码型为CMI码，即“00100000”。4)信号源模块上S4、S5都拨到“1100”，S1、S2、S3分别设为“01110010”“00110011”“00110011”。5)对照下表完成实验连线。源端口目的端口连线说明信号源：NRZ模块6：NRZIN8KNRZ码基带传输信号输入信号源：CLK2）模块6：BS提供编译码位时钟模块6：DOUT1模块6：DIN1电平变换的编码输入A模块6：DOUT1模块7：DIN提取编码数据的位时钟。模块7：BS模块6：BSR提取的位时钟给译码模块6)将模块7的S2设置为“0111”。7)观测CMI编码输出。示波器的设置如下：模式双踪触发源CH1扫速0.2ms/div幅度2v/div交直流耦合AC探头×1CH1测“NRZIN”，CH2测“DOUT1”，,调节示波器上的释抑旋钮，直到波形稳定。图15-5CMI编码波形8)观测CMI译码后的波形。CH1测“NRZIN”，CH2测“NRZ-OUT”，调节示波器上的释抑旋钮，直到波形稳定。图15-6CMI译码波形图15-7RZ编码波形2、AMI，HDB3码编解码电路观测9)通过模块6上的拨码开关S1选择码型为AMI码，即“01000000”。10)将信号源S4、S5拨到“1100”，S1、S2、S3分别设为“01110010”“00110011”“01100011”。11)对照下表完成实验连线：源端口目的端口连线说明信号源：NRZ（8K）模块6：NRZIN8KNRZ码基带传输信号输入信号源：CLK2（8K）模块6：BS提供编译码位时钟模块6：DOUT1模块6：IN-A电平变换A路编码输入模块6：DOUT2模块6：IN-B电平变换B路编码输入模块6：HDB3/AMI-OUT模块6：HDB3/AMI-IN电平反变换输入模块6：OUT-A模块6：DIN1电平反变换A路编码输出模块6：OUT-B模块6：DIN2电平反变换B路编码输出模块6：OUT_A模块7：DIN锁相环法同步提取输入模块7：BS模块6：BSR提取的位同步输入12)模块7的S2设置为“1000”。13)观测AMI编码波形。示波器的设置如下：模式双踪触发源CH1扫速0.5ms/div幅度2v/div交直流耦合AC探头×1CH1测6号板的“NRZIN”，CH2测6号板的“HDB3/AMI-OUT”，,调节示波器上的释抑旋钮，直到波形稳定图15-9AMI编码波形14)