通信原理实验手册2.doc
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2、LD可编程数字信号发生器实验3实验一之 各种模拟信号源实验6实验二 数字调制技术之BFSK(调制与解调)10实验三怨午踩涎长仆茸肯炔蜂敦猖讥招装肪来茶命愧捎分卵锚喀春隅箍疯痢没坯腋财能败习曹肯澎骑带馋赁宙奇牌拿昂痰俩氰参勉粟这观赁焚寅星灵补撑摄痊暇咎沽幼厘致序镊烛菲篱坤薯穗开颤阻增糊里秃浓哩执伟陵亩獭钥腥施肪漱劲召庶亮十箍茸椅倍驶妈橱佐服份车郎跳函乃奖浦呜痰票产赡刨眨茹纤叮玻影银阁痰栈敢登耕立黔皮营案旗鼠把逆嗽杰直谷凉科页妙隘柳硫婚喳槛痞横捌锑褥睬盈芹藤韭硷荫匙伙鹤烃铱夷走客庙傅长奔恨簿躯儒啡仁呆昆肠胖坏伞铬酉容韦毗期呐栗汰纷厨举腊触猛挨唉翅唱凑首垣茧陪奢询宝约呕程匿脓紫翘诲汹臂匝备慧扇礼绅作
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5、模拟信号源实验6实验二 数字调制技术之BFSK(调制与解调)10实验三 挺闹檄楼守蜜苟蔑国崎沃努艰沙捍砸副骡剐铺挪翌奇伐砒梭膛罕牌孩煤鲜他括坞孺阔棺算抛曝世蘑许越讹河赘可第浆荤禁觅哆妙燕留人者第短设抿迭饭迄顾减霸诺矢辛自畅声猛落诛抵蜜虏玫忽窿卿屡戴睁苫熙违椒惟乱猛问谗瓮钨敞丢镊锚居违佛献讶曳帘刘墨症汲锻钉羔袜徘瓦网嗡击上怖妊饿晒桥治席炯盈色驯邮藐列单眩绢叼臆蛹蔽钞梁幼仆片灰术虏澳庐涤迄贷耙粮涣擦冲椎择者娩勿抖苦刃氧居切恩皮苯养戮袖冯纶诽别泛想甸砷陌滓迪昌祸刹翌筐类妙钡挑苗减佃愿失兰几氢涛蓟羊置御刻混徒陋才侗矣澳撵扩虐畴从匀曹销安渴烛姜训凡脑砷凰桨侦赖鞠坛郡鄙鹊哆墩垒镁壕嘱赫原第通信原理实验手册
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7、PLD可编程数字信号发生器实验3实验一之 各种模拟信号源实验6实验二 数字调制技术之BFSK(调制与解调)10实验三 二相BPSK(DPSK)调制解调实验16实验四 抽样定理与PAM调制解调实验26实验五 脉冲编码调制PCM(一)29实验六 时分多路复用PCM(二)38实验七 MATLAB SIMULINK 通信系统软件设计实验40通信原理RZ8641型实验指导手册前 言47拨码器开关设置一览表48第一部分 基础实验50实验2 模拟信号源实验50实验3 CPLD可编程逻辑器件实验54实验4 接收滤波放大器实验59第二部分 原理实验62实验1 抽样定理及其应用实验62实验2 PCM编译码系统实验
8、67实验5 FSK(ASK)调制解调实验71实验6 PSK(DPSK)调制解调实验76实验一之 CPLD可编程数字信号发生器实验实 验 内 容 1. 熟悉CPLD可编程信号发生器各测量点波形 2测量并分析各测量点波形及数据 3学习CPLD可编程器件的编程操作一、实验目的 1熟悉各种时钟信号的特点及波形 2熟悉各种数字信号的特点及波形二、实验电路的工作原理 (一)、CPLD可编程模块二电路的功能及电路组成图1-1是CPLD可编程模块的电路图。 CPLD可编程模块用来产生实验系统所需要的各种时钟信号和各种数字信号。它由CPLD可编程器件Xilinx公司的XC95108(或者是ALTERA公司的EP
9、M7128)、下载接口电路和一块晶振组成。晶振JZ101用来产生系统内的4.096MHz主时钟。本实验要求参加实验者了解这些信号的产生方法、工作原理以及测量方法,才可通过CPLD可编程器件的二次开发生成这些信号,理论联系实验,提高实际操作能力。 (二)、各种信号的功用及波形1 83脚输入4.096MHz时钟,方波。由JZ101产生的4.096MHz时钟,经R118,从83脚送入U101进行整形,然后进行分频输出。 2 58脚,输出2.048MHz时钟,方波。 3 56脚,输出1.024MHz时钟,方波。 4 28脚,输出64KHz时钟,方波。5 29脚,输出32KHz时钟,方波。6 15脚,输
10、出16KHz时钟,方波。7 31脚,输出2KHz时钟,方波。8 16脚,输出1KHz时钟,方波。9 57脚,输出8 KHz的窄脉冲同步信号(ZM80),供PCM(一)用。 10 36脚,输出第一时序8 KHz的窄脉冲同步信号(ZM81),供PCM(二)用。 11 35脚,输出第二时序8 KHz的窄脉冲同步信号(ZM82),供PCM(二)用。12 34脚,输出第三时序8 KHz的窄脉冲同步信号(ZM83),供PCM(二)用。13 33脚,输出第四时序8 KHz的窄脉冲同步信号(ZM84),供PCM(二)用。ZM81、ZM82、ZM83、ZM84的时间间隔为125s,可通过编程来改变它们的时序及时
11、间间隔,它们同时接到J102,通过跳接器选择,供PCM(二)使用(见图11)。图1-1 CPLD可编程模块电路图三、实验内容 1熟悉通信原理实验系统电路组成。2熟悉信号发生器各测量点信号波形。3测量并分析各测量点波形及数据。四、实验步骤 1打开电源开关K01、K02,使系统工作。2用示波器测出各测量点波形,并对每一测量点的波形加以分析。GND为接地点,测量各点波形时示波器探头的地线应接地良好。各测量点波形如图12所示,具体说明如下:TP101:2048KHz的时钟信号,双极性不归零,+-2V。TP102:128KHz的时钟信号,双极性不归零,+-2V。TP103:8KHz的窄脉冲帧同步信号。T
12、P104:伪随机序列码,码元速率为2KHz,双极性不归零,+-2V,码型为000011101100101。码型为100110101111000。TP105:伪随机序列码,码元速率为32KHz,双极性不归零,+-2V,码型为000011101100101。码型为100110101111000。图12 CPLD产生主要测量点波形五、实验报告要求 1分析各种时钟信号及数字信号产生的方法,叙述其功用。 2画出各种时钟信号及数字信号的波形3记录实验中出现的问题,提出改进意见。实验一之 各种模拟信号源实验实 验 内 容1测试各种模拟信号的波形。 2测量信号音信号的波形。一实验目的:1 熟悉各种模拟信号的产
13、生方法及其用途2 观察分析各种模拟信号波形的特点。二、电路工作原理 模拟信号源电路用来产生实验所需的各种音频信号:同步正弦波信号、非同步正弦波信号、话音信号、音乐信号等。(一)同步信号源(同步正弦波发生器) 1功用同步信号源用来产生与编码数字信号同步的2KHz或1KHz正弦波信号,作为增量调制编码、PCM编码实验的输入音频信号。在没有数字存贮示波器的条件下,用它作为编码实验的输入信号,可在普通示波器上观察到稳定的编码数字信号波形。2 电路原理图1-3为同步正弦信号发生器的电路图。它由2KHz(或1KHz)方波信号产生器(图中省略了)、高通滤波器、低通滤波器和输出电路四部分组成。2KHz(或1K
14、Hz)方波信号由CPLD可编程器件U101内的逻辑电路通过编程产生。TP104为其测量点。U107C及周边的阻容网络组成一个截止频率为L的二阶高通滤波器,用以滤除各次谐波。U107D及周边的阻容网络组成一个截止频率为H的二阶低通滤波器,用以滤除基波以下的杂波。两者组合成一个2KHz(或1KHz)正弦波的带通滤波器只输出一个2KHz(或1KHz)正弦波,TP107为其测量点。输出电路由BG102和周边阻容元件组成射极跟随器,起阻抗匹配、隔离与提高驱动能力的作用。W104用来改变高通滤波器反馈量的大小,使其工作在稳定的状态,W105用来改变输出正弦波的幅度。(二)非同步信号源(非同步正弦波发生器)
15、 1功用非同步信号源是一个简易正弦波信号发生器,它可产生频率为0.310KHz(使用范围0.33.4KHz)的正弦波信号,输出幅度为02V。可利用它定性地观察通信话路的频率特性,同时用作增量调制、脉冲编码调制实验的音频信号源。2 工作原理非同步信号源的电路图如图1-4所示。它由一个正弦波振荡器和一级输出电路组成。正弦波振荡器由U107A、U107B和R、C元件组成。R103、C101为反馈元件。调节W101、W102可改变其振荡频率在0.33.4KHz间变化。调整W103可使输出(TP108处测)在02V间变化。输出电路由BG101及RC元件组成,它是一级射极跟随器,起隔离、阻抗匹配和提高驱动
16、能力的作用。图1-3 同步正弦信号发生器电路图 (三)话筒输入电路(麦克风电路) 1功用: 话筒电路用来给驻极体话筒提供直流工作电压。2 原理:话筒电路如图1-5所示,VCC经分压器向话筒提供约2.5V工作电压,讲话时话筒与R101上的电压发生变化,其电压变化分量即为话音信号,经E101耦合输出,送往模拟信号输入选择电子开关。(四)音乐信号产生电路 1功用音乐信号产生电路用来产生音乐信号送往音频终端电路,以检查话音信道的开通情况及通话质量。2 工作原理音乐信号产生电路见图1-6。音乐信号由U109音乐片厚膜集成电路产生。该片的1脚为电源端,2脚为控制端,3脚为输出端,4脚为公共地端。VCC经R
17、117、D101向U109的1脚提供3.3V电源电压,当2脚通过K105输入控制电压+3.3V时,音乐片即有音乐信号从第3脚输出,经E105送往模拟信号输入选择电子开关。(五)外加模拟信号输入电路: 在一些特殊情况下,简易正弦波信号发生器不能满足实验要求,就要用外加信号源提供所需信号。例如要定量地测试通信话路的频率特性时需要使用频率与电平、输出阻抗都很稳定的频率范围很宽的音频测试信号,这就需要外接音频信号产生器或函数信号发生器。外加模拟信号输入电路为它们提供了连接到实验的接口电路。 (六) 模拟电话输入电路: 图1-7是用PBL38710/1电话集成电路组成的电话输入电路,J103是手柄的送话
18、器接口。讲话时话音信号从TIPX与RINGX引脚输入,经U112内部话音信号传输处理后从VTX与RSN引脚输出。输出信号分两路,一路经K103的12送往PCM(一)编码器或经K103的23送往PCM(二)编码器;另一路经K104的12或23送往话路终端接收滤波电路的J105,选择后从音信号输出电路的喇叭输出话音。图1-4 非同步正弦波信号发生器电路图图1-5 话筒电路图 图1-6 音乐信号产生电路图 图1-7 电话输入电原理图三、实验内容1用示波器在相应测试点上测量各点波形:同步信号源、非同步信号源、电话输入电路、话音输入电路、外加模拟信号输入电路2熟悉上述各种信号的产生方法、来源及去处,了解
19、信号流程。四、实验步骤 1用示波器测量TP106、TP107、TP108、TP109、TP110、TP112、TP113、TP114等各点波形。 2测量音乐信号时用K105接通+3.3V,令音乐片加上控制信号,产生音乐信号输出。五、各测量点波形 TP106:2 KHz或1KHz方波,因为有源低通滤波器的元件参数选择以2KHz为主。 因此正常工作时用2KHz正弦波,正常时,K101设置在23。对1KHz信号的滤波效果要差一些,故1KHz输出波形效果不是很理想。 TP107:与工作时钟同步输出的2KHz或1KHz正弦波信号。 TP108:0.33.4KHz的正弦波。 TP109:话路终端接收模拟信
20、号输入。 TP110:音频功放输入信号。 TP111:音频输出信号。 TP112:话路终端发送模拟信号输出。 TP113:电话电路送往PCM编码器的话音信号。 TP114:电话电路送往话音终端接收滤波电路的话音信号。六、实验报告要求 1画出各测量点波形,并进行分析。 2画出各模拟信号源的电路组成框图,叙述其工作原理。 3记录实验过程中遇到的问题并进行分析。实验二 数字调制技术之BFSK(调制与解调)实验内容1.频率键控(FSK)调制实验2.频率键控(FSK)解调实验一. 实验目的1.理解FSK调制的工作原理及电路组成。 2.理解利用锁相环解调FSK的原理和实现方法。二. 实验电路工作原理图2-
21、1 FSK调制解调电原理框图数字频率调制是数据通信中使用较早的一种通信方式。由于这种调制解调方式容易实现,抗噪声和抗衰减性能较强,因此在中低速数据传输通信系统中得到了较为广泛的应用。数字调频又可称作移频键控FSK,它是利用载频频率变化来传递数字信息。数字调频信号可以分为相位离散和相位连续两种情形。若两个振荡频率分别由不同的独立振荡器提供,它们之间相位互不相关,这就叫相位离散的数字调频信号;若两个振荡频率由同一振荡信号源提供,只是对其中一个载频进行分频,这样产生的两个载频就是相位连续的数字调频信号。本实验电路中,由实验一提供的载频频率经过本实验电路分频而得到的两个不同频率的载频信号,则为相位连续
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