通信原理实验报告

通信原理实验报告实验一数字基带信号实验(AMI/HDB3)一、实验目的1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点2、掌握AMI、HDB3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时分复用信号的帧结构特点5、了解HDB3（AMI）编译码集成电路CD22103二、实验内容1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、传号交替反转码（AMI）、三阶高密度双极性码（HDB3）、整流后的AMI码及整流后的HDB3码2、用示波器观察从HDB3/AMI码中提取位同步信号的波形3、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形三、基本原理本实验使用数字信源模块（EL-TS-M6）、AMI/HDB3编译码模块（EL-TS-M6）。BSS5S4S3S2S1BS-OUTNRZ-OUTCLK并行码产生器八选一八选一八选一分频器三选一NRZ抽样晶振FS倒相器图1-1数字信源方框图010×0111××××××××××××××××数据2数据1帧同步码无定义位图1-2帧结构四、实验步骤1、熟悉信源模块和HDB3/AMI编译码模块的工作原理。2、插上模块（EL-TS-M6），打开电源。用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形。用FS作为示波器的外同步信号，进行下列观察：（1）示波器的两个通道探头分别接NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄）；（2）用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，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构和NRZ码特点。3、关闭电源。将数字信源模块的NRZ-OUT和BS-OUT用导线分别连接到HDB3/AMI编译码模块的NRZ-IN和BS-IN上,将(AMI)HDB3-OUT和(AMI)HDB3-IN连接。打开电源，用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。用信源模块的FS信号作为示波器的外同步信号。（1）示波器的两个探头CH1和CH2分别接NRZ-OUT和（AMI）HDB3-OUT，将信源模块K1、K2、K3的每一位都置1，观察并记录全1码对应的AMI码和HDB3码；再将K1、K2、K3置为全0，观察全0码对应的AMI码和HDB3码。观察AMI码时将开关K320置于A端，观察HDB3码时将K320置于H端，观察时应注意编码输出（AMI）HDB3-OUT比输入NRZ-OUT延迟了4个码元。（2）将K1、K2、K3置于011100100000110000100000态，观察并记录对应的AMI码和HDB3码。（3）将K1、K2、K3置于任意状态，K320置A或H端，将（AMI）HDB3－OUT和（AMI）HDB3－IN相连，将CH1接NRZ-OUT，CH2分别接（AMI）HDB3-D和NRZ-IN，观察波形。观察时应注意：五、实验结果1、不归零码特点：“1”—正电平，“0”—0电平归零码特点：“1”—正电平，“0”—负电平2、代码全为1时，AMI和HDB3码3、代码全为0时，AMI和HDB3码AMIHDB34、k1置于11110010k2置于10101010k3置于01011101态时K1K2K3实验二数字调制实验一、实验目的1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系2、掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号的方法3、掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系4、了解2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系二、实验内容1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形2、用示波器观察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱三、基本原理本实验使用数字信源模块(EL-TS-M6)和数字调制模块(EL-TS-M4)。信源模块向调制模块提供位同步信号和数字基带信号（NRZ码）。调制模块将输入的NRZ绝对码变为相对码、用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号。数字调制单元的原理方框图及电路图分别如图2-1，图2-2所示。图2-1数字调制方框图四、实验步骤1、熟悉数字信源单元及数字调制单元的工作原理。2、插上模块EL-TS-M6和EL-TS-M4连线：数字调制单元的CLK、BS-IN、NRZ-IN分别连至信源单元CLK、BS-OUT、NRZ-OUT。3、打开电源。用数字信源模块的FS信号作为示波器的外同步信号，示波器CH1接AK，CH2接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。4、示波器CH1接2DPSK-OUT，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（此关系即是2PSK信号相位变化与信源代码的关系）。注意：2DPSK信号的幅度可能不一致，但这并不影响信息的正确传输。5、示波器CH1接AK、CH2依次接2FSK-OUT和2ASK-OUT；观察这两个信号与AK的关系（注意“1”码与“0”码对应的2FSK信号幅度可能不相等，这对传输信息是没有影响的）。6、用频谱仪观察AK、2ASK、2FSK、2DPSK信号频谱（条件不具备时不进行此项观察）。应该注意的是：由于示波器的原因，实验中可能看不到很理想的2FSK、2DPSK波形。五、实验结果设信息代码为10011010，用数字信源模块的FS信号作为示波器的外同步信号，示波器CH1接AK，CH2接BK，信源模块的K1K2K3置于任意状态（非全）实验三数字解调实验一、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、基本原理可用相干解调或差分相干解调法（相位比较法）解调2DPSK信号。在相位比较法中，要求载波频率为码速率的整数倍，当此关系不能满足时只能用相干解调法。本实验系统中，2DPSK载波频率等码速率的13倍，两种解调方法都可用。实际工程中相干解调法用得最多。2FSK信号的解调方法有：包络检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。单稳1单稳2相加器低通滤波器整形2抽样器整形12FSK-INFDCMLPFAK-OUTBS-IN抽样判决器(b)图3-1数字解调方框图（a）2DPSK相干解调（b）2FSK过零检测解调本实验采用相干解调法解调2DPSK信号、采用过零检测法解调2FSK信号。图3-1、图3-2分别为两个解调器的方框图和电原理图。四、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，应用模块EL-TS-M6和EL-TS-M4，它们之间的信号连结方式如图3-5所示。实际通信系统中，解调器的位同步信号来自位同步提取单元。本实验中这个信号直接来自数字信源,在以后的实验中将使用位同步提取。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。数字信源数字调制2FSK解调2DPSK解调载波同步BS-OUTBS-OUTBS-INNRZ-OUTNRZ-IN2DPSK-OUT2DPSK-INCAR-OUT2FSK-OUT2DPSK-OUT2FSK-IN2DPSK-INBS-INCAR-INBS-IN图3-5数字解调实验连接图1、图3-5将五个单元的信号输出、输入点连在一起。2、数字信源模块、数字调制及载波同步模块是否已在工作正常。3、PSK解调实验（1）用数字信源的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接2DPSK解调单元的MU。MU与BK同相或反相，其波形应接近图3-3所示的理论波形。（2）示波器的CH2接LPF，可看到LPF与MU反相。当一帧内BK中“1”码“0”码个数相同时，LPF的正、负极性信号与0电平对称，否则不对称。（３）断开、接通电源若干次，使数字调制单元CAR信号与载波同步单元CAR-OUT信号同相，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。（４）再断开、接通电源若干次，使CAR信号与CAR-OUT信号反相，重新进行步骤（３）中的观察。在进行上述各步骤时应注意运放是一个反相放大器。4.2FSK解调实验示波器探头CH1接数字调制单元中的AK，CH2分别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。五、实验结果1、数字调制单元CAR信号与载波同步单元CAR-OUT信号同相（a）BK与DPSK的MULPFBK之间的关系(b)AK与2DPSK的MULPFAK—OUT之间的关系2数字调制单元CAR信号与载波同步单元CAR-OUT信号反相（a）与DPSK的MULPFBK之间的关系(b)与DPSK的MULPFAK—OUT之间的关系实验四数字基带通信系统实验一、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、数字终端、位同步及帧同步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、基本原理本实验使用数字信源模块(EL-TS-M6)和数字终端、位同步及帧同步模块(EL-TS-M7)。1.数字终端模块工作原理：原理框图如图5-1所示。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。图5-1数字终端原理方框图延迟1延迟2整形延迟3FS-INBS-INS-INFDFD-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B2四、实验步骤1.熟悉本次实验使用的数字信源（EL-TS-M6）、位同步、帧同步、数字终端（EL-TS-M7）这四个单元，按照图5-6将这四个单元连在一起，打开电源开关。FS-OUTBS-OUT帧同步位同步数字终端BS-INFS-INBS-INNRZ-INNRZ-INNRZ-INNRZ-OUT数字信源图5-6数字基带系统连接图2.用示波器CH1观察数字信源NRZ波形，判断是否工作正常。3.用示波器CH2观察位同步模块BS-OUT，调节位同步模块上的可变电阻，使位同步信号BS-OUT相对于信源NRZ抖动最小。4.将数字信源模块的K1置于1110010，用示波器CH2观察帧同步模块FS-OUT波形及与NRZ相位关系，判断是否工作正常。5.用示波器观察分接出来的两路8bit周期信号D1和D2。6.调节电位器R413，使FD为图7-4中的FD2，观察分接出来的两路信号，总结D1、D2与帧同步信号FD的关系。五、实验结果1、用示波器CH1观察数字信源NRZ波形2、调结电位器RA13,观察分接出来的两路信号，总结D1，D2与帧同步信号FD的关系实验五AM调制解调通信系统实验一、实验目的：1、集成模拟乘法器的基本工作原理2、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、调制系数m及调制特性(