通信电路实验PPT课件

1、通信电路实验通信电路实验概述概述实验设备及仪器使用实验设备及仪器使用实验内容及安排实验内容及安排实验室规章制度及考核办法实验室规章制度及考核办法2012年年02月月26日日概述l通信电路实验目的通信电路实验目的l通信系统专业基础实验l模拟通信系统l数字通信系统初步l提高动手能力l通信电路实验的特点通信电路实验的特点l非线性电路l学习测量方法及动手做l频谱分析的广泛应用l学习方法学习方法l物理概念与物理图像l与理论课的关系l兴趣非线性电路l非线性电路的特点l非线性电路的分析方法l通信电路中的非线性电路v(t)vD(t)RCRsttvD(t)v(t)图16 包络检波DSBSCVCO-/2LPFLP

2、FLPFinmessagecarrier outloop filteru1u2u3u4u5u6u7图5C8 Costas环提取DSB信号载波通信电路的测量方法l通信电路的基本参数和性能指标l信噪比及误码率（实验一、实验三）信噪比及误码率（实验一、实验三）l振荡器的频率稳定度（阿论方差）振荡器的频率稳定度（阿论方差） （实验二）（实验二）l信号频谱特性及信号带宽（全部实验）信号频谱特性及信号带宽（全部实验）l非线性失真系数（实验二）非线性失真系数（实验二）l测量方法l选择适当的测量参数选择适当的测量参数l正确使用仪器正确使用仪器l正规准确的数据处理正规准确的数据处理l分析归纳测量结果分析归纳测量

3、结果通信电路实验中频谱分析的广泛应用l频谱分析原理l频谱分析在分析测量中应用的必要性l举例l调制信号频谱调制信号频谱l失真信号频谱失真信号频谱l信号频率和信号频率和信号功率在频谱中直观显示信号功率在频谱中直观显示l信号带宽信号带宽l本实验中虚拟仪器测频谱，演示实验中频谱分析仪的使用动手能力的提高l做为通信电路实验的目的l实验的设计力求为提高动手能力搭建平台实验的设计力求为提高动手能力搭建平台l实验二到实验四，同学动手焊一个通信单元电路实验二到实验四，同学动手焊一个通信单元电路l循序渐进循序渐进l理论与实验结合l仔细观察实验现象并用学过的理论知识分析。l动手与动脑结合实验设备及仪器lTIMS通信

4、原理实验系统lNI虚拟仪器l示波器及信号发生器l自制频率计l误码率测试仪l演示实验用到的仪器l无线电综合测试无线电综合测试l频谱分析仪频谱分析仪l射频信号发生器射频信号发生器l矢量信号发生器矢量信号发生器l矢量信号分析仪矢量信号分析仪TIMS实验系统lTIMSTIMS通信教学实验系统通信教学实验系统 (Telecommunications Instructional Modeling System)(Telecommunications Instructional Modeling System)lTIMS主机箱：TIMS-3891FlTIMS模块22种26套使用TIMS系统做AM实验l模块连

5、接l仪器测量波形频谱模块电路图l相关电子版文档 TIMS.PDFl例如TIMS-148lAUDIO OSCILLATORTIMS实验系统模块TIMS实验系统模块TIMS-148AUDIOOSCILLATORcos(t)SYNCTT Lsin(t)fSCOPE-TRIGSELECTORAABBTIMS-147ADDERAGA+gBBGgLINE-CODEENCODERDATARZ-AMIM.CLKB.CLKTIMS-406LINE-CODEDATARZ-AMIB.CLKDECODERTIMS-407SEQUENCEGENERATORCLKXSYNCTTLTIMS-153TIMS-150MULTI

6、PLIERXkXYYDCACTIMS-156UTILITIESREFCOMPARATORCLIPPERRECTIFIERDIODE+LPFRC LPFNORMTIMS-154TUNEABLECLKTUNEGAININLPFWIDEOUTTIMS-425QUARDRATUREADDERGA+gBUTILITIESMULTIPLIER1MULTIPLIER2kXYkXYXYABXYTIMS-409WIDEBAND10VDC OUTIN2V200mVAC+DCACTRUE RMS VOLTSTRUE RMSMETERTIMS-408NOISE10VOUTPUTNOISE LEVEL dB2VAC+D

7、CACGENERATOR+12+14+16+18+20+22+24+2+4+6+8+10HITIMS-157VCOTTLGAINFoVINLODATAsin(t)TIMS-424DIGITAL+5VUTILITIES443322TIMS-420BIT CLOCKREGENDIVIDE BY NTRANSITIONDETECTORLOOP FILTERDUAL BPFSEXT CLKBPF1BPF2TIMS-149DUALANALOGCONTROL 1IN 2OUTSWITCHIN 1CONTROL 2TIMS-151PHASECOARSEFINEINSHIFTER+/-180OUTTIMS-1

8、55TWIN PULSEQ2WIDTHDELAYCLKGENERATORQ1ERRORTIMS-402DECISIONZ-MODDECISION POINTB.CLKMAKEROUT1IN1B.CLKVINOUT2IN2TIMS-405ERRORx103CLKCOUNTINGGATEA+BAUTILITIESACTIVEx104x105x106PULSE COUNTBCLKTRIGTIMS-410100kHzINCHANNELOUTFILTERSCHANNEL SELECT123DCACTIMS-422M-LEVELCLKENCODERibranchCONSTELLATIONSELECT4-p

9、oint8-point16-pointDATAqbranchTIMS-423M-LEVELCLKDECODER4816DATAqiQIHUNTDECISION POINTNI(National Instruments )虚拟仪器l虚拟仪器在实验中主要做为频谱分析仪使用lADC分辨率12bit，最大采样率1.25MS/s，实验中用1.0MS/sCB-68LPPCI-6251示波器、信号发生器l示波器示波器 Tektronix TDS1002Tektronix TDS1002Two Channel Digital Two Channel Digital Storage Oscilloscope S

10、torage Oscilloscope 60MHz 1GS/s60MHz 1GS/sl信号发生器信号发生器 Tektronix Tektronix AFG3021AFG3021Single Channel Single Channel Arbitrary/Function Arbitrary/Function Generator 250MS/s 25MHzGenerator 250MS/s 25MHz自制频率计lCH1:10Hz-60MHz 1Mohm -10dBmCH1:10Hz-60MHz 1Mohm -10dBmlCH2:50MHz-1.1GHz 50ohm -20dBmCH2:50MH

11、z-1.1GHz 50ohm -20dBmlPower Input:Power Input: +8V+30V +8V+30V自制误码率测试仪l数字信源数字信源l数字信源数字信源m m序列（序列（9 9阶，阶，1515阶，阶，2121阶可选）阶可选）l有同步输出，用于示波器显示同步，同步点可变有同步输出，用于示波器显示同步，同步点可变l16bit16bit固定码波特率可选固定码波特率可选l误码率测试误码率测试l可显示误码率；误码数；可显示误码率；误码数；l测试码总数可主动加入误码（测试码总数可主动加入误码（1e-2,1e-3,1e-41e-2,1e-3,1e-4可选）可选）l实验板实验板+5V+

12、5V电源有一路电源有一路+5V+5V电源输出（电源输出（max 2Amax 2A）l单电源输入单电源输入+8V+8V+30V DC input+30V DC input演示实验用到的仪器lAgilent 8920B 0.4Agilent 8920B 0.41000MHz 1000MHz RF COMMUNICATIONS TEST SETRF COMMUNICATIONS TEST SET无线电综合测试仪无线电综合测试仪lAgilent E4403B 9kHzAgilent E4403B 9kHz3.0GHz 3.0GHz ESA-L SERIES SPECTRUM ANALYERESA-L

13、SERIES SPECTRUM ANALYER频谱分析仪频谱分析仪lAgilent E4432B 250kHzAgilent E4432B 250kHz3.0GHz 3.0GHz ESD-D SERIES SIGNAL GENERATORESD-D SERIES SIGNAL GENERATOR射频信号发生器射频信号发生器演示实验用到的仪器lAgilent E4438B 250kHzAgilent E4438B 250kHz3.0GHz3.0GHzESG VECTOR SIGNAL GENERATORESG VECTOR SIGNAL GENERATOR矢量信号发生器矢量信号发生器 lAgil

14、ent 89441A DCAgilent 89441A DC2650MHz 2650MHz VECTOR SIGNAL ANALYER IFVECTOR SIGNAL ANALYER IFlAgilent 89441A RF SECTIONAgilent 89441A RF SECTION矢量信号分析仪矢量信号分析仪 其他仪器及实验器材简介l功率合成器l功率衰减器l假负载l直流电源、万用表等实验内容l实验一、幅度调制与解调实验一、幅度调制与解调l实验二、频率调制与解调实验二、频率调制与解调l实验三、实验三、HDB3HDB3编解码编解码l实验四、实验四、2FSK2FSK调制与解调调制与解调l实验

15、五、锁相环实验实验五、锁相环实验l实验六、收发信机主要特性参数测试（演示）实验六、收发信机主要特性参数测试（演示）实验一、幅度调制与解调l实验目的实验目的 本实验要求熟悉幅度调制的基本原理和类型，掌握实现调制和解调的基本方法，能对已调信号的波形、频谱、信噪比进行测量。l实验原理实验原理l实验内容实验内容AM调制原理图AM信号时域图用TIMS模块包络检波调幅信号实验二、频率调制与解调l实验目的实验目的 了解频率调制与解调的基本原理，掌握采用LC压控振荡器实现频率调制(FM)和用比例鉴频器实现频率解调的基本方法，学会一些器件和波形参数的测量方法。l实验原理实验原理l实验内容实验内容l1.用TIMS

16、模块产生FM调频信号l2.采用西勒型正弦波振荡器及变容二极管实现频率调制l3.设计并完成一个比例鉴频器电路l4.将频率调制器和比例鉴频器进行级联调频信号时域波形RCRb1Rb2CbBCEQ1REC1C2C3C4L1VCC西勒型电容三点式振荡器电容耦合比例鉴频器原理图实验三、HDB3编解码l实验目的实验目的 了解常用的数字基带传输码型及其特点，掌握AMI码和HDB3码的编解码实现方法。l实验原理实验原理l实验内容实验内容l1.用TIMS模块实现AMI码的编码与解码，初步了解AMI码的波形特点l2.使用CD22103实现AMI和HDB3的编解码。基带传输系统基本结构用TIMS模块实现AMI码的编码

17、与解码使用CD22103做HDB3编解码实验框图实验四、2FSK调制与解调l实验目的实验目的 了解数字调制的目的，掌握2FSK调制解调的原理与实现方法。l实验原理实验原理l实验内容实验内容l1.运用TIMS模块实现2FSK信号的产生和解调方法；l2.运用MC3105专用芯片实现2FSK的调制解调；l3.用虚拟仪器测量频谱计算带宽；l*4.数字传输系统的误码率测量方法2FSK信号的产生2FSK信号相干解调2FSK信号非相干解调实验五、锁相环实验l实验目的实验目的熟悉锁相环的基本原理，掌握锁相环的设计方法和主要技术指标的测量方法l实验原理实验原理l实验内容实验内容LPFin(t)out(t)VCO

18、SCOPE- TRI GBSELECTORABA接示波器C H 1输入外接输入C H 2输入HITIMS-157VCOTTLGAINFoVINLODATAsin(t)TIMS-156UTILITIESREFCOMPARATORCLIPPERRECTIFIERDIODE+LPFRC LPFTIMS-150MULTIPLIERXkXYYDCAC100kHz实验六、收发信机主要特性参数测试（演示）l实验目的实验目的 本实验要求熟悉无线电收发信机的基本结构，通过演示实验了解他们主要的性能指标。l实验原理实验原理 无线电台收发信机是无线通信中的重要设备，其性能指标直接影响到使用条件及通信质量。了解它们之间的制约关系对理解无线通信系统设计当中遇到的问题是非常重要的。 因为收发信机的性能指标的重要性，所以使学习测量方法及技术对通信专业的同学具有很大意义。 本实验主要针对窄带调频电台的主要性能指标进行测试。 使用的主要仪器有：Agilent 8920B无线电综测仪、Agilent E4403B 频谱分析仪、Agilent E4432B 射频信号发生器，还有直流电源、假负载、衰减器、功率合成器等。l实验内容实验内容l1.传输线特性实验l2.数字信号调制与解调l3.发射机主要参数测试l4.接收机主要参数测试被测电台：日精数传电台ND882实验安排l实验讲义：教材中心购买l上课地点：理科2号楼2548