通信原理实验指导书

通信原理物理与电子电气工程学院03目 录试验一、AM调制解调通信系统试验3\l“_TOC_250002“试验二、数字基带信号试验6\l“_TOC_250001“试验三、数字调制试验 15\l“_TOC_250000“试验四、数字解调试验 20试验一AM调制解调通信系统一、试验目的把握集成模拟乘法器的根本工作原理；把握集成模拟乘法器构成的振幅调制电路的工作原理及特点；m(m-Uωmm<1m=1及m>1波形特点。把握用集成电路实现同步检波的方法。二、试验仪器双踪示波器一台通信原理Ⅵ型试验箱一台M5三、根本原理1-1AM1-1图中MC14961451Ω100Ω51KRP1，有意引入一个直流补偿电压，由于调制电压uΩ与直流补偿电压相串联，uΩuc产生抑制载波双边带调幅波，则应认真调整RP1，使MC1496输入端电路平衡。另外，调整RP1mMC149623之间接有负反响电阻R3uΩ的输入uc8MC1496〔12〕接有一个三极管组成的射随器，来增加电路的带载力量。1-2所示。本电路中MC14968—101—412C11、C12、R25、R26、R31U31-2AM四、试验内容及步骤1、试验连线：试验连接线：源端口正弦信号源：2M_OUT正弦信号源：OUT1OUT2

目的端口AMBINAMAIN试验连接线：保持调制试验连接线不变，增加以下连接线源端口源端口目的端口AMAM－OUTAMAM－IN2、低频正弦信号源：OUT1输出频率范围为：0-5.5KH〔通过调整电阻RP1进展调整，幅Z度范围为：0-15VPP

〔RP2。OUT20-2.2KH〔通Z过调整电阻RP3进展调整

〔RP4。PP3、信号发生器输出——2M_OUTB_IN，fc=2MHz2V，从正弦信号源输出频率为fΩ=3KH〔OUT1〕1KH〔OUT2〕的正弦调制信号Z Z到A_IN〔频率可通过调整电阻RP5来任意调整，示波器接电路输出端AM_OUT；4、反复调整正弦信号源模块的频率调整和幅度调整电阻及AM调制单元的平衡调整和幅度m。5m<1、m=1m>16fc、fΩucmm—UΩm曲线。7AMB_IN端，将调幅波加至AMAM_IN录解调输出波形，并与调制信号相比较。五、试验报告要求及思考题1m-Uωm2、分析各试验步骤所得的结果。3、进一步了解调幅波的原理，把握调幅波的解调方法。4、把握用集成电路实现同步检波的方法。试验二数字基带信号试验一、试验目的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。2AMI、HDB3

的编码规章。3HDB3

码信号中提取位同步信号的方法。4、把握集中插入帧同步码时分复用信号的帧构造特点。5HDB〔AMI〕CD22103。3二、试验仪器1、双踪示波器一台2、通信原理Ⅵ型试验箱一台3、M6三、根本原理本试验使用数字信源模块、HDB3/AMI编译码模块。1、数字信源并行码产生器并行码产生器八选一八选一八选一S1分S2S3CLK晶振频S4FSNRZS5三选一抽NRZ-OUT器BSBS-OUT样倒相器2-1数字信源方框图2-1所示。本单元产生NRZ170.5KB2-22428帧同步码〔7位巴克码1110010，另外16位为2路数据信号，每路8位。此NRZ信号为集中插10610无定义位 帧同步码 数据1 数据2×1 1 1 0 0 1 0××××××××××××××××2-2帧构造本模块有以下测试点及输入输出点：CLK 晶振信号测试点BS-OUTFSNRZ-OUT

信源位同步信号输出点/测试点信源帧同步信号输出点/测试点NRZ/测试点2-32-12-3晶振分频器并行码产生器

CRY：晶体；U1：反相器74LS04U274LS161；U3：计数器74LS193；U474LS160K1、K2、K3：81、224八选一三选一倒相器抽样

U5、U6、U7：874LS151U8：8位数据选择器74S151U2074LS04U9：D74HC74下面对分频器，八选一及三选一等单元作进一步说明。分频器74LS16113341kHz。74LS16143BS170.5kHz。S1、S2、S33BS1/2、1/41/8。74LS1934/减计数器，当CPD=PL1、MR=0Q0QQ1

Q4374SL16073Q0S4、S5，S31/3。

Q端分别输出1S1、S2、S3、S4、S552-4〔a〕2-4〔b〕所示。八选一845128A、BCS1、S2、S38D0~D7分别K1、K2、K382-1U5、U6、U7170.5KB82-174LS151CBASTRY0000x00010x10100x20110x31000x41010x51100x61110x7ΦΦΦ10〔3〕三选一三选一电路原理同八选一电路原理。S4、S5U8AB，U5、U6、U7输出的3路串行信号分别输入到U8的数据端D3D0D1U8的输出端即是一个码速率为170.5KB的2路时分复用信号，此信号为单极性不归零信号〔NRZ。S1S2S3(a)S3(a)S4 S5(b)2-4分频器输出信号波形倒相与抽样2-1NRZBS字调制单元中，有一个将确定码变为相对码的电路，要求输入确实定码信号的上升沿及下降沿与输入的位同步信号的上升沿对齐，而这两个信号由数字信源供给。倒相与抽样电路就是为了满足NRZ-OUTBS-OUT图理原电源信字数-2图FS2DPSKFSNRZ-OUT相位关系如图2-5NRZ-OUT的无定义位为011100101为0数据200001111FS48NRZ-OUT码第一位起始时间超前一个码元。帧同步码数据帧同步码数据1数据2FS2-5FS、NRZ-OUT2.HDB3

编译码2-62-7NRZ_INBS_INNRZ_OUTBS-OUT〔AMI〕HDB3〔AMI〕HDB3-D

编码器输入信号位同步输入信号译码器输出信号锁相环输出的位同步信号编码器输出信号〔AMI〕HDB3整流器NRZ-IN整流器NRZ-INBS-IN+H-OUT+H(AMI)HDB3编译码器-H-OUT变换-H相加器HDB变换3(AMI)NRZ-OUT锁相环限幅放大带通

2-6HDB3

(AMI)HDB-D3K4K4〔A〕选择AMI〔H〕选择HDB32-62-7HDB3单/双极性变换器双/单极性变换器相加器带通限幅放大器锁相环

U9：HDB3CD22103AU10：4052U13：74HC04U14：74LS32U11、U12：UA741U15：LM318U16：CD4046图路电码译编D3H72图AMI、HDB3AMI11+1-1，100AMI0.5τ与码元宽度〔码元周期、码元间隔〕TS的关系是τ=0.5TS。HDB340000VB00VV1000V，1〔01〕时取代节为B00V，0011+1-1；HDB31、BVV1112HDB30.52-8NRZ、AMI、HDB3HDBHDB3/AMICTX+HDB3-OUTRAIS〔a〕引脚(b)编码NRZ-IN116VDDNRZ-IN-HDB3-OUTCTX215+HDB3-OUTLTECKRHDB3/AMI-314-HDB3-OUTNRZ-OUT413-HDB3-IN+HDB3-IN译码NRZ-OUTCRX512LTE-HDB3-INRAIS611+HDB3-INCRXERRAIS710CKRV_89ERRAISAIS2-10CD22103NRZ-INCTX

NRZ编码时钟〔位同步信号〕输入端；HDB3/AMI TTLHDB3TTLAMINRZ-OUTCRXRAIS

HDB3码时钟〔位同步信号〕输入端；告警指示信号〔AIS〕检测电路复位端，负脉冲有效；AIS AISAIS信号为高电平，无ALSVSSERRCKR+HDB3-IN

接地端；HDB3/AMIHDB3HDB3LTF HDB3〔13〕-HDB3-IN〔14〕-HDB3-OUT+HDB3-OUT〔16〕VDD四、试验步骤

HDB3HDB3HDB3接电源端〔+5V〕1、生疏信源模块，AMI&HDB3〔由可编程规律器件模块实现〕HDB3的工作原理。2、接通数字信号源模块的电源。用示波器观看数字信源模块上的各种信号波形。〔1〕NRZ-OUTBS-OUT，比照发光二极管的发光状态，推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；〔〕用K1产生代码×111001〔×为任意代码，1110010为7位帧同步码K2、K3产生任NRZ3、关闭数字信号源模块的电源,依据下表连线，翻开数字信号源模块和AMI(HDB3)编译码模块电源。用示波器观看AMI(HDB3)编译单元的各种波形。源端口源端口目的端口1．数字信源单元NRZ-OUTAMI(HDB3)编译码单元:NRZ-IN2BS-OUTAMI(HDB3)编译码单元:BS-IN〔1〕CH1CH2NRZ-OUT〔AMI〕HDB3，K1、K2、K31，1码对应的AMIHDB3K1、K2、K30，观看0AMIHDB3AMIK1A端，观看HDB3K1H〔AMI〕HDB3NRZ-OUT4〔2〕K1、K2、K3011100100000110000100000AMIHDB3K1、K2、K3K4〔码型选择开关〕置A或HCH1NRZ-OUT，CH2分别接〔AMI〕HDB3-D、BPF、BS-RNRZ，观看这些信号波形。观看时应留意：NRZ〔译码输出〕NRZ-OUT〔编码输入〕8AMI、HDB30.5AMI-D、HDB3-D0.5单极性归零码。BS-OUT〔等于一个码元周期〕TTL241“1AMI位同步信号，因此不能完成正确的译码。假设240”码，则更不行能从AMI〔0〕得到正确的位同步信号。信源代码连0个数越多，越难于从AMI〔QNRZHDB3码则不存在这种问题。五、试验报告要求及思考题1.依据试验观看和纪录答复：不归零码和归零码的特点是什么？与信源代码中的“1”AMIHDB32.10011100100000110000100000AMIHDB3波形。HDB30.50AMIHDB315试验三数字调制试验一、试验目的把握确定码、相对码概念及它们之间的变换关系。把握用键控法产生2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号的方法。2PSK2DPSK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、试验仪器双踪示波器一台通信原理Ⅵ试验箱一台M6M4频谱仪一台(条件允许的话)三、根本原理本试验使用数字信源模块和数字调制模块。信源模块向调制模块供给位同步信号和数字基带信号〔NRZNRZ2ASK、2FSK、2DPSK3-1，3-23-1数字调制方框图本单元有以下测试点及输入输出点：BS-INNRZ-INCAR

位同步信号输入点数字基带信号输入点2DPSKCAR-D 2DPSKAKNRZ-IN)BK2DPSK〔2PSK〕-OUT

确定码测试点〔NRZ-IN〕相对码测试点2DPSK〔2PSK〕信号测试点/输出点，V

>0.5VP-P2FSK-OUT2ASK

2FSK/输出点，V>0.5VP-P2ASKV>0.5VP-P3-13-2主要元器件对应关系如下：8〔A〕2〔B〕AB码变换2ASK2FSK2DPSK〔2PSK〕射随器

U2D74LS393U2D74LS393U5LF347，调谐回路U5LF347，调谐回路U1D74LS74；U3：74LS86U64053U6：三路二选一模拟开关4053U6：三路二选一模拟开关4053Q1,Q2,Q3901382ASK0.554MHZ。放大器Q1，Q3出两个频率相等、相位相反的信号，这两个信号就是2PSK、2DPSK2FSK1/81/16，也是通过分频和滤波得到的。2PSK、2DPSK。2PSK、2DPSK3-33-32PSK、2DPSK1.52PSK相异时，2PSK1802PSK2DPSK信号的相位与信息代码的关系是：码元为“1”时，2DPSK180。码元为“0”时，2DPSK10指将本码元内信号的初相与一码元内信号的末相进展比较，而不是将相邻码元信号的初相进展比2PSK2DPSK关系。但不管是那种关系，上述结论总是成立的。本单元用码变换——2PSK2DPSK3-2AK、2PSK2DPSK2DPSK2PSK信号。图中设码元宽度等于载波周期，已调信号的相位变化与AK、BK的关系固然也是符合上述AK10BKAKBK103-2BK00100，这取决于载波的参考相位以及异或门电路的初始状态。2DPSK2PSK2DPSK2PS〔MDPSK绍。A BK + BK-1 TS

2PSK调制

2DPSK(AK)2PSK(BK)2PSK

3-22DPSKωS(t)=m(t)Cos tωc式中m(t)为双极性不归零码BNRZ，01”等概时m(t)S(t)2DPSK2PSK2ASK2PSKm(t)NRZ，NRZ2ASK2FSK〔2FSK〕AK与AK2ASK相加。时域表达式为m(t)NRZ

S(t)m(t)cos tm(t)cos tc1 c2ff-f fccsf+fc sff-f fc f+fcs c s2ASK2PSK〔2DPSK〕f-fc1 sffc1f f+fc2 c2 s2FSK图3-42ASK、2PSK〔2DPSK、2FSK信号功率谱设码元宽度为Tsf=1／Ts在数值上等于码速率，2AS、2PSK〔2DPSK、2FSK的功率谱密S3-42ASK、2PSK〔2DPSK〕的功率谱是数字基带信号m(t)功率谱的线性搬移，故常称2ASK2PS〔2DPSK〕为线性调制信号。多进制的MASKMPS〔MDPSKMFSK信号的功率谱与二进制信号功率谱类似。本试验系统中m(t)是一个周期信号，故m(t)有离散谱，因而2ASK、2PSK〔2DPSK、2FSK也具有离散谱。四、试验步骤生疏数字信源单元及数字调制单元的工作原理。源端口目的端口1源端口目的端口1BS-OUT数字调制BS-IN2．数字信源单元NRZ-OUT数字调制:NRZ-IN3．数字信源单元:CLK数字调制:CLKCH1AK(NRZ-IN)，CH2BK，信源模块的KK、K置于任意状态〔非全0，观看AK、BK波形，总结确定码至相对码变换规律以及1 2 3从相对码至确定码的变换规律CARCAR-DCH12DPSK-OUT，CH2AKBK2DPSK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。留意：2DPSKCH1AK、CH22FSK-OUT2ASK-OUTAK〔留意“1”码与“0”2FSK。用频谱议观看AK、2ASK、2FSK、2DPSK信号频谱〔条件不具备时不进展此项观看。〔缺少存贮功能2FSK2DPSKNRZ五、试验报告要求及思考题1010011010，求相对码。1010011010，求确定码。10011010，11.52DPSK2PSK波形。总结确定码至相对码的变换规律、相对码至确定码的变换规律并设计一个由相对码至确定码的变换电路。总结2DPSK信号的相位变化与确定码的关系以及2DPSK信号的相位变化与相对码的关系〔2PSK。试验四数字解调试验一、试验目的2DPSK2FSK二、试验仪器双踪示波器一台通信原理Ⅵ试验箱一台M6M4三、根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。本试验系统中，2DPSK载波13/4SK-INAK相乘 MU器LPFCM-OUTBK-OUTCAR-IN器(a)BS-IN4-1数字解调方框图〔a〕2DPSK相干解调〔b〕2FSK2DPSK2FSK4-14-2分别为两个解调器的方框图和电原理图。数字解调电路图(A)2DPSK4-2数字解调电路图〔B〕2FSK2DPSK2DPSK-INCAR-IN

2DPSK/测试点相干载波输入点BS-INMULPFCMBKAK-OUT

位同步信号输入点相乘器输出信号测试点低通、运放输出信号测试点整形输出信号的输出点/测试点解调输出相对码测试点解调输出确定码测试点2FSK2FSK-INBS-IN

2FSK/测试点位同步信号输入点DW1 1DW2 2FDLPFCMAK-OUT

2FSK低通滤波器输出点/测试点整形输出测试点解调输出信号的输出点/测试点2DPSK相乘器 U1：模拟乘法器MC1496低通滤波器运放整形抽样器码反变换器

R10，C25U2UA741U4A、B：74HC04U3:A：D74HC74U3:B：D74HC74；U5:A：74862FSK整形1 U2:F：反相器74HC0412相加器低通滤波器2抽样器

U1：单稳态触发器74LS123U3:A：74LS32U5：LM318；假设干电阻、电容U2:E：74HC04U4:B：D7474在实际应用的通信系统中，解调器的输入端都有一个带通滤波器用来滤除带外的信道白噪声并确保系统的频率特性符合无码间串扰条件。本试验系统中为简化试验设备，发端即数字调制的输出端没有带通滤波器、信道是抱负的，故解调器输入端就没加带通滤波器。DPSK4-3相。4-32DPSK4-44-42FSK4-42FSK1”码载频等于码速率的两倍，“0”码载频等于码速率。122.5V74HC042.5V，12FSK信号变为TTL2FSK22.5V12TTL2FSKLPFTTLU2出信号进展整形。必需说明一点，2DPSK01，否则抽样判决器不能正常工作。四、试验步骤M6M44-5实际通信系统中，解