RZ8681B现代通信技术实验平台知识点梳理汇总

目录前言 表格4列出了其中一种使用广泛的格式，编码时两个模式交替变换。表格SEQ表格\*ARABIC4PST码二进制代码＋模式－模式00－＋－＋010＋0—10＋0－011＋－＋－PST码能够提供的定时分量，且无直流成分，编码过程也简单，在接收识别时需要提供“分组”信息，即需要建立帧同步，在接收识别时，因为在“分组”编码时不可能出现00、++和—的情况，如果接收识别时，出现上述的情况，说明帧没有同步，需要重新建立帧同步。例如：消息代码：01001110101100…PST码：0+-++--0+0+--+…或:：0--++-+0-0+--+…图22-8PST码四、实验设置1．拨码器4SW01、4SW02（时钟与基带数据发生模块）使用说明：（1）4SW01为8比特基带信号设置开关，每位拨上为1，拨下为0。如下图设置：4SW01:上上上下下上上下4SW01:上上上下下上上下即表示为11100110的数字基带信号。4SW02（2）4SW02为系统功能设置开关，每位拨上为1，拨下为0，设置不同码型，详细设置见表格5：4SW02表格SEQ表格\*ARABIC54SW02开关码型选择表1XXXX1X0001X0011X0101X0111X1001X1011X110码型RZBNRZBRZCMI曼彻斯特密勒PST注：第2位，X=0时基带数据为4SW01拨码器设置数据，X=1时基带数据为15位m序列，设置的基带数据可以在4P01铆孔测试。（3）码型变换内部结构组成框图如下图（4TP01为编码输出，4TP02为编码时钟）。4TP014TP014SW01拨码器码型变换单元4SW01拨码器码型变换单元15位伪随机码变换的码型输出15位伪随机码变换的码型输出4SW024SW02编码时钟4TP02编码时钟4TP024SW024SW02图22-9码型变换内部结构组成框图五、实验步骤1．在关闭系统电源的条件下，“时钟与基带数据产生器模块”插到底板插座上（位号为：G），具体位置可见底板右下角的“实验模块位置分布表”。本模块的CPLD中集成了数字基带信号的码型的各种变换功能。2．打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。3．根据前面介绍，设置不同的基带数据和编码类型，用示波器观测4TP01测量点码型变换后的波形，并与4P01（变换前）的波形进行比较。4．实验完毕关闭电源，整理好实验器件。六、实验报告要求1．根据实验结果，画出各种码型变换的测量点波形图。2．写出各种码型变换的工作过程。实验23AMI/HDB3编译码实验一、实验目的1．熟悉AMI/HDB3码编译码规则；2．了解AMI/HDB3码编译码实现方法。二、实验仪器1．AMI/HDB3编译码模块，位号：F（实物图片如下）2．时钟与基带数据发生模块，位号：G(实物图片见第3页)3．20M双踪示波器1台4．信号连接线1根三、实验原理AMI码的全称是传号交替反转码。这是一种将消息代码0（空号）和1（传号）按如下规则进行编码的码：代码的0仍变换为传输码的0，而把代码中的1交替地变换为传输码的＋1、－1、＋1、－1…由于AMI码的信号交替反转，故由它决定的基带信号将出现正负脉冲交替，而0电位保持不变的规律。由此看出，这种基带信号无直流成分，且只有很小的低频成分，因而它特别适宜在不允许这些成分通过的信道中传输。从AMI码的编码规则看出，它已从一个二进制符号序列变成了一个三进制符号序列，而且也是一个二进制符号变换成一个三进制符号。把一个二进制符号变换成一个三进制符号所构成的码称为1B／1T码型。AMI码除有上述特点外，还有编译码电路简单及便于观察误码情况等优点，它是一种基本的线路码，并得到广泛采用。但是，AMI码有一个重要缺点，即当它用来获取定时信息时，由于它可能出现长的连0串，因而会造成提取定时信号的困难。为了保持AMI码的优点而克服其缺点，人们提出了许多改进的方法，HDB3码就是其中有代表性的一种。HDB3码是三阶高密度码的简称。HDB3码保留了AMI码所有的优点（如前所述），还可将连“0”码限制在3个以内，克服了AMI码出现长连“0”过多，对提取定时钟不利的缺点。HDB3码的功率谱基本上与AMI码类似。由于HDB3码诸多优点，所以CCITT建议把HDB3码作为PCM传输系统的线路码型。如何由二进制码转换成HDB3码呢？HDB3码编码规则如下：1．二进制序列中的“0”码在HDB3码中仍编为“0”码，但当出现四个连“0”码时，用取代节000V或B00V代替四个连“0”码。取代节中的V码、B码均代表“1”码，它们可正可负（即V+=＋1，V-=－1，B+=＋1，B-=－1）。2．取代节的安排顺序是：先用000V，当它不能用时，再用B00V。000V取代节的安排要满足以下两个要求：（1）各取代节之间的V码要极性交替出现（为了保证传号码极性交替出现，不引入直流成份）。（2）V码要与前一个传号码的极性相同（为了在接收端能识别出哪个是原始传号码，哪个是V码？以恢复成原二进制码序列）。当上述两个要求能同时满足时，用000V代替原二进制码序列中的4个连“0”（用000V+或000V-）；而当上述两个要求不能同时满足时，则改用B00V（B+00V+或B-00V-，实质上是将取代节000V中第一个“0”码改成B码）。3．HDB3码序列中的传号码（包括“1”码、V码和B码）除V码外要满足极性交替出现的原则。下面我们举个例子来具体说明一下，如何将二进制码转换成HDB3码。二进制码序列:10000101000001110000000001HDB3码码序列:V+-1000V-+10–1B+00V0–1+1–1000V-B+00V+0–1从上例可以看出两点：（1）当两个取代节之间原始传号码的个数为奇数时，后边取代节用000V；当两个取代节之间原始传号码的个数为偶数时，后边取代节用B00V（2）V码破坏了传号码极性交替出现的原则，所以叫破坏点；而B码未破坏传号码极性交替出现的原则，叫非破坏点。虽然HDB3码的编码规则比较复杂，但译码却比较简单。从上述原理看出，每一个破坏符号V总是与前一非0符号同极性（包括B在内）。这就是说，从收到的符号序列中可以容易地找到破坏点V于是也断定V符号及其前面的3个符号必是连0符号，从而恢复4个码，再将所有－1变成＋1后便得到原消息代码。本模块是采用SC22103专用芯片实现AMI／HDB3编译码的。在该电路中，没有采用复杂的线圈耦合的方法来实现AMI／HDB3码的变换，而是采用TL084对HDB3码输出进行变换。编码模块中，输入的码流由SC22103的1脚在2脚时钟信号的推动下输入，HDB3码与AMI码功能由20K01选择。专用芯片的14、15脚为正向编码和负相编码输出，正负编码再通过相加器变换成AMI／HDB3码。译码模块中，译码电路接收正负电平的AMI／HDB3码，整流后获得同步时钟，并通过处理获得正向编码和负向编码，送往译码电路的SC22103专用芯片的11、13脚。正确译码之后21TP01与20P01的波形应一致，但由于HDB3码的编译码规则较复杂，当前的输出HDB3码字与前4个码字有关，因而HDB3码的编译码时延较大。四、各测量点及开关的作用20K01：1-2，实现AMI功能；2-3，实现HDB3功能20P01：数字基带信码输入铆孔。可从“时钟与基带数据发生模块”引入不同的数字信号进行编码，如全“1”、全“0”及其它码组等。拨码器4SW02：当设置为“01110”时，则4P01输出由4SW01拨码器设置的8比特数据，速率为64K；当设置为“00001”时，则4P01输出15位的伪随机码数据，速率为32K。20TP01：AMI或HDB3码编译码的64KHz工作时钟测试点。20TP02：AMI或HDB3码编码时的负向波形输出测试点。20TP03：AMI或HDB3码编码时的正向波形输出测试点。20TP04：AMI或HDB3码编码输出测试点。20P02:译码数字基带信码输出铆孔。注：20TP02、20TP03、20TP04编码输出信号，都比数字基带信号20P01延时4个编码时钟周期，20TP01作为4连0检测用；20P02译码还原输出的数字基带信号，也比数字编码信号21TP04延时4个译码时钟周期。五、实验内容及步骤1．插入有关实验模块：在关闭系统电源的条件下，将AMI/HDB3编译码模块、时钟与基带数据发生模块，分别插到通信原理底板插座上（位号为：F、G）。（具体位置可见底板右下角的“实验模块位置分布表”）。注意模块插头与底板插座的防呆口一致，模块位号与底板位号的一致。2．信号线连接：用专用导线将4P01、20P01连接。注意连接铆孔箭头指向，将输出铆孔连接输入铆孔。3．加电：打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。4．AMI码测试：1）跳线开关20K01选择1-2脚连，即实现AMI功能。2）拨码器4SW02：设置为“01110”，拨码器4SW01设置“11111111”。即给AMI编码系统送入全“1”信号。观察有关测试点波形，分析实现原理，记录有关波形。3）拨码器4SW02：设置为“01110”，拨码器4SW01设置“00000000”。，即给AMI编码系统送入全“0”信号。观察有关测试点波形，特别注意20TP04点编码波形，分析原因。4）拨码器4SW02：设置为“00001”，即给AMI编码系统送入复杂信号（32K的15位m序列）。对照20TP01点时钟读出4P01点的码序列，根据AMI编码规则，画出其编码波形。再观察有关测试点波形，验证自己的想法。记录有关波形。5．HDB3码测试：1）跳线开关20K01选择2-3脚连，即实现HDB3功能。2）拨码器4SW02：设置为“01110”，拨码器4SW01设置“11111111”。即给HDB3编码系统送入全“1”信号。观察有关测试点波形，分析实现原理，记录有关波形。3）拨码器4SW02：设置为“01110”，拨码器4SW01设置“00000000”。，即给HDB3编码系统送入全“0”信号。观察有关测试点波形，特别注意20TP04点编码波形，分析原因。4）拨码器4SW02：设置为“00001”，即给HDB3编码系统送入复杂信号（32K的15位m序列）。对照20TP01点时钟读出4P01点的码序列，根据HDB3编码规则，画出其编码波形。再观察有关测试点波形，验证自己的想法。记录有关波形。6．关机拆线：实验结束，关闭电源，拆除信号连线，并按要求放置好实验模块。注：因AMI或HDB3码的编码时钟固定为64KHZ，所以送入的基带数据速率必须是2的n次方，且不能超过64Kb/s。另外，低于64Kb/s码元将本编码模块识别成64Kb/s的码元。六、实验报告要求1．根据实验结果，画出AMI/HDB3码编译码电路的测量点波形图，在图上标上相位关系。2．根据实验测量波形，阐述其波形编码过程。实验24集成乘法器幅度调制电路实验*一、实验目的1．通过实验了解振幅调制的工作原理；2．掌握用MC1496来实现AM和DSB的方法，并研究已调波与调制信号，载波之间的关系；3．掌握用示波器测量调幅系数的方法。二、实验仪器1.集成乘法器幅度调制电路模块,位号：A(实物图片如下)2.高频信号源或“PSK调制模块”3.双踪示波器4.频率计1台（选用）5.万用表（选用）6.信号（夹子）连接三、基本原理做本实验时应具备的知识点：幅度调制、用模拟乘法器实现幅度调制、MC1496四象限模拟相乘器等。所谓调幅就是用低频调制信号去控制高频振荡（载波）的幅度，使其成为带有低频信息的调幅波。目前由于集成电路的发展，集成模拟相乘器得到广泛的应用，为此本实验采用价格较低廉的MC1496集成模拟相乘器来实现调幅之功能。1．MC1496简介MC1496是一种四象限模拟相乘器，其内部电路以及用作振幅调制器时的外部连接如图28-1所示。由图可见，电路中采用了以反极性方式连接的两组差分对（T1～T4），且这两组差分对的恒流源管（T5、T6）又组成了一个差分对，因而亦称为双差分对模拟相乘器。其典型用法是：⑻、⑽脚间接一路输入（称为上输入v1），⑴、⑷脚间接另一路输入（称为下输入v2），⑹、⑿脚分别经由集电极电阻Rc接到正电源+12V上，并从⑹、⑿脚间取输出vo。⑵、⑶脚间接负反馈电阻Rt。⑸脚到地之间接电阻RB，它决定了恒流源电流I7、I8的数值，典型值为6.8kΩ。⒁脚接负电源8V。⑺、⑼、⑾、⒀脚悬空不用。由于两路输入v1、v2的极性皆可取正或负，因而称之为四象限模拟相乘器。可以证明：，因而，仅当上输入满足v1≤VT(26mV)时，方有：，这才是真正的模拟相乘器。本实验即为此例。图24-1MC1496内部电路及外部连接2．MC1496组成的调幅器实验电路用1496组成的调幅器实验电路如图24-2所示。图中，与图24-1相对应之处是：8R08对应于RT，8R09对应于RB，8R03、8R10对应于RC。此外，8W01用来调节（1）、（4）端之间的平衡，8W02用来调节（8）、（10）端之间的平衡。8K01开关控制（1）端是否接入直流电压，当8K01置“on”时，1496的（1）端接入直流电压，其输出为正常调幅波（AM），调整8W03电位器，可改变调幅波的调制度。当8K01置“off”时，其输出为平衡调幅波（DSB）。晶体管8Q01为随极跟随器，以提高调制器的带负载能力。图24-2集成乘法器幅度调制电路四、各测量点和可调元件的作用8P01：载波输入铆孔8P02：音频调制信号输入铆孔8P03：已调信号输出铆孔8W01：调制信号失调电压调节8P02：载波失调电压调节8W03：调制度调节五、实验步骤1．实验准备（1）在实验箱主板上插上集成乘法器幅度调制电路模块（注：该调制模块可插入任何一个模块位置，例如可插在底板D的位置或其它任何位置）。接通实验箱右侧电源开关,即可开始实验。（2）调制信号源：采用DDS信号源，其参数调节如下（示波器监测）：频率范围：1kHz波形选择：正弦波输出峰-峰值：300mV（3）载波源：采用“PSK调制模块”上的1M正弦载波37TP03（或用自备高频信号源）：工作频率：1MHz用频率计测量；输出幅度（峰-峰值）：300mV，用示波器观测。2．输入失调电压的调整（交流馈通电压的调整）集成模拟相乘器在使用之前必须进行输入失调调零，也就是要进行交流馈通电压的调整，其目的是使相乘器调整为平衡状态。因此在调整前必须将开关8K01置“DSB”（往右拨），以切断其直流电压。交流馈通电压指的是相乘器的一个输入端加上信号电压，而另一个输入端不加信号时的输出电压，这个电压越小越好。（1）载波输入端输入失调电压调节把调制信号源输出的音频调制信号加到音频输入端（8P02），而载波输入端不加信号。用示波器监测相乘器输出端（8P03）的输出波形，调节电位器8W02，使此时输出端（8P03）的输出信号（称为调制输入端馈通误差）最小。（2）调制输入端输入失调电压调节把载波源输出的载波信号加到载波输入端（8P01），而音频输入端不加信号。用示波器监测相乘器输出端（8P03）的输出波形。调节电位器8W01使此时输出（8P03）的输出信号（称为载波输入端馈通误差）最小。3．DSB（抑制载波双边带调幅）波形观察在载波输入、音频输入端已进行输入失调电压调节（对应于8W02、8W01调节的基础上），可进行DSB的测量。（1）DSB信号波形观察将高频信号源输出的载波接入载波输入端（8P01），低频调制信号接入音频输入端（8P02）。示波器CH1接调制信号(8P02)，示波器CH2接调幅输出端（8P03），即可观察到调制信号及其对应的DSB信号波形。其波形如图24-3所示，如果观察到的DSB波形不对称，应微调8W01电位器。图24-3图24-4（2）DSB信号反相点观察为了清楚地观察双边带信号过零点的反相，必须降低载波的频率。本实验可将载波频率降低为100KHZ，幅度仍为300mv(必须用自备高频信号源)。调制信号仍为1KHZ（幅度300mv）。增大示波器X轴扫描速率，仔细观察调制信号过零点时刻所对应的DSB信号，过零点时刻的波形应该反相，如图24-4所示。4．AM（常规调幅）波形测量（1）AM正常波形观测在保持输入失调电压调节的基础上，将开关8K01置“AM”（往左拨），即转为正常调幅状态。载波频率仍设置为1MHZ（幅度300mv），调制信号频率1KHZ（幅度300mv）。示波器CH1接8TP02、CH2接8TP03，即可观察到正常的AM波形，如图24-5所示。图24-5调整电位器8W03，可以改变调幅波的调制度。在观察输出波形时，改变音频调制信号的频率及幅度，输出波形应随之变化。（2）不对称调制度的AM波形观察在AM正常波形调整的基础上，改变8W02，可观察到调制度不对称的情形。最后仍调制到调制度对称的情形。（3）过调制时的AM波形观察在上述实验的基础上，即载波1MHZ（幅度300mv），音频调制信号1KHZ（幅度300mv），示波器CH1接8P02、CH2接8P03。调整8W03使调制度为100%，然后增大音频调制信号的幅度，可以观察到过调制时AM波形，并与调制信号波形作比较。（4）增大载波幅度时的调幅波观察保持调制信号输入不变，逐步增大载波幅度，并观察输出已调波。可以发现：当载波幅度增大到某值时，已调波形开始有失真；而当载波幅度继续增大时，已调波形包络出现模糊。最后把载波幅度复原（300mv）。（5）调制信号为三角波和方波时的调幅波观察保持载波源输出不变，但把调制信号源输出的调制信号改为三角波（峰—峰值300mv）或方波（300mv），并改变其频率，观察已调波形的变化，调整8W03，观察输出波形调制度的变化。5．调制度Ma的测试我们可以通过直接测量调制包络来测出Ma。将被测的调幅信号加到示波器CH1或CH2，并使其同步。调节时间旋钮使荧光屏显示几个周期的调幅波波形，如图24-6所示。根据Ma的定义，测出A、B，即可得到Ma。图24-6六、实验报告要求1．整理按实验步骤所得数据，绘制记录的波形，并作出相应的结论。2．画出DSB波形和时的AM波形，比较两者的区别。3．总结由本实验所获得的体会。实验25集成乘法器幅度解调电路实验*一、实验目的1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；2．掌握用MC1496模拟乘法器组成的同步检波器来实现AM波和DSB波解调的方法；3．了解输出端的低通滤波器对AM波解调、DSB波解调的影响；4．理解同步检波器能解调各种AM波以及DSB波的概念。二、实验仪器集成乘法器幅度解调电路模块,位号：C(实物图片如下)高频信号源双踪示波器万用表三、基本原理振幅解调即是从从已调幅波中提取调制信号的过程，亦称为检波。通常，振幅解调的方法有包络检波和同步检波两种，本实验采用同步检波。同步检波又称相干检波。它利用与已调幅波的载波同步（同频、同相）的一个恢复载波与已调幅波相乘，再用低通滤波器滤除高频分量，从而解调出调制信号。本实验采用MC1496集成电路来组成解调器，如图25-1所示。图中，恢复载波vc先加到输入端9P01上，再经过电容9C01加在⑻、⑽脚之间。已调幅波vamp先加到输入端9P02上，再经过电容9C02加在⑴、⑷脚之间。相乘后的信号由（6）脚输出，再经过由9C04、9C05、9R06组成的型低通滤波器滤除高频分量后，在解调输出端（9P03）提取出调制信号。需要指出的是，在图25-1中对1496采用了单电源（+12V）供电，因而⒁脚需接地，且其它脚亦应偏置相应的正电位，恰如图中所示。图25-1MC1496组成的解调器实验电路四、各测量点和可调元件的作用9P01：载波输入铆孔9P02：音频调制信号输入铆孔9P03：已调信号输出铆孔五、实验步骤（一）实验准备1．选择好需做实验的模块：集成乘法器幅度调制电路、集成乘法器幅度解调电路，接通电源即可开始实验。注意：做本实验时仍需重复实验24中部分内容，先产生调幅波，再供这里解调之用。2．同步检波器同步检波器的实验电路如图25-1所示。（1）AM波的解调将幅度调制电路的输出接到幅度解调电路的调副输入端（9P02）。解调电路的恢复载波，可用铆孔线直接与调制电路中载波输入相连，即9P01与8P01相连。示波器CH1接调制信号9P02，CH2接同步检波器的输出9P03（幅度解调电路单元的“OUT”端），分别观察并记录当调制电路输出m=30%、m=100%、m＞100%时三种AM波的解调输出波形，并与调制信号作比较。（2）DSB波的解调采用实验24中的五、3中相同的方法来获得DSB波，并加入到幅度解调电路的调制输入端，而其它连线均保持不变，观察并记录解调器输出波形，并与调制信号作比较。改变调制信号的频率及幅度，观察解调信号有何变化。将调制信号改成三角波和方波，再观察解调输出波形。3．SSB波的解调采用实验24的五、4中相同的方法来获得SSB波，并将带通滤波器输出的SSB波形（15P06）连接到幅度解调电路的调幅输入端，载波输入与上述连接相同。观察并记录解调输出波形，并与调制信号作比较。改变调制信号的频率及幅度，观察解调信号有何变化。由于带通滤波器的原因，当调制信号的频率降低时，其解调后波形将产生失真，因为调制信号降低时，双边带（DSB）中的上边带与下边带靠得更近，带通滤波器不能有效地抑制下边带，这样就会使得解调后的波形产生失真。六、实验报告要求1．由本实验知：在图25-1中的II型低通滤波器对AM波、DSB波的解调有何影响？由此可以得出什么结论？2．总结本实验所获得的体会。实验26变容二极管调频器实验*一、实验目的1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；2．掌握用变容二极管调频振荡器实现FM的方法；3．理解静态调制特性、动态调制特性概念和测试方法。二、实验仪器1．变容二极管调频模块,位号：A(实物图片如下)2．双踪示波器3．频率计4．万用表三、基本原理1．变容二极管调频器实验电路变容二极管调频器实验电路如图26-1所示。图中，12BG01本身为电容三点式振荡器，它与12D01（变容二极管）一起组成了直接调频器。12BG03为放大器，12BG04为射极跟随器。12W01用来调节变容二极管偏压。12W02用来调节12BG01级的静态工作点，它们都会影响FM波载波频率。图26-1变容二极管调频器实验电路2．变容二极管调频器工作原理变容二极管调频器的直流通路如图26-2（a）所示，高频通路如图26-2(b)所示。由图26-2(a)可见，加到变容二极管上的直流偏置就是+12V经由12R04、12W01分压后，从12W01滑动端上取出的电压，因而调节12W01即可调整偏压。由图26-2（b）可见，该调频器本质上是一个电容三点式振荡器（共集接法），变容二极管经由12C03再加到回路的12L02上，因而是属于变容二极管取部分接入的电路。对输入音频信号而言，12L01、12L01短路，12C05开路，从而音频信号可加到变容二极管12D01上。只要改变12D01上的电压，即可改变其电容，从而改变振荡频率，这就是变容二极管调频器的工作原理。(a)(b)图26-2变容二极管调频器的直流、高频通路四、各测量点和可调元件的作用12P01：音频调制信号输入铆孔12P02：变容二极管直流电压测量铆孔12P03：振荡器三极管（l2BG01）基极直流电压测量铆孔12P04：调频信号输出铆孔12TP01：调频（未经放大）信号测量12W01：频率调节(调节变容二极管偏压)12W02：调频波波形调节(调节振荡器三极管（l2BG01）工作点)五、实验步骤1．实验准备在实验箱主板上插上变容二极管调频模块和电容耦合回路相位鉴频器模块。2．静态调制特性测量输入端先不接音频信号，将示波器接到调频器单元的12P04。调节12W02使12P04的波形清晰失真小。（1）将频率计接到调频输出（12P04），调整12W01使得振荡频率f0=8.5MHz，用万用表测量此时12P02点电位值，填入表26-1中。然后重新调节电位器12W01，使12P02点电位在2～9V范围内变化，并把相应的频率值填入表26-1。（2）将示波器接到12TP01，调节12W02以改变12BG01级工作点电压，观测它对于调频器波形的影响。表26-1V12P02(V)23456789F0(MHz)8.53．动态调制特性测量⑴实验步骤调整12W01和12W02使得振荡频率f0=8.5MHz。②DDS信号源输出频率f=1kHz、峰-峰值Vp-p=2v（用示波器监测）的正弦波。③把DDS信号源输出的音频调制信号加入到调频器单元的音频输入端12P01，便可在调频器单元的12P04端上观察到FM波。④把调频器单元的调频输出端12P04连接到鉴频器单元的输入端上（13P01），便可在鉴频器单元13P03上观察到解调后的音频信号。如果没有波形，应调整13W01和调频器上的12W01。⑤将示波器CH1接调制信号源（可接在调制模块中的12P01铆孔），CH2接鉴频输出13TP03，比较两个波形有何不同。改变调制信号源的幅度，观测鉴频器解调输出有何变化。调整调制信号源的频率，观测鉴频器输出波形的变化。（2）调节12W02以改变12BG01级工作点电压，观测它对于鉴频器解调输出波形影响。六、实验报告要求1．根据实验数据，在坐标纸上画出静态调制特性曲线，说明曲线斜率受哪些因素影响。2．说明12W01对于调频器工作的影响。3．总结由本实验所获得的体会。实验27电容耦合回路相位鉴频器实验*一、实验目的1．了解调频波产生和解调的全过程以及整机调试方法，建立起调频系统的初步概念；2．了解电容耦合回路相位鉴频器的工作原理；3．熟悉初、次级回路电容、耦合电容对于电容耦合回路相位鉴频器工作的影响。二、实验仪器1．电容耦合回路相位鉴频器模块,位号：C(实物图片如下)2．变容二极管调频模块3．双踪示波器4．万用表图27-1相位鉴频器实验电路三、基本原理本实验采用平衡叠加型电容耦合回路相位鉴频器，实验电路如图27-1所示。相位鉴频器是将调频信号的频率变化转换为两个电压之间的相位变化，再将这相位变化转换为对应的幅度变化，然后利用幅度检波器检出幅度的变化，从而解调调频信号。输入的调频信号加到放大器13Q01的基极上，放大器的负载是电容耦合的双调谐回路，电容13C03、13Cl和电感13L01构成初级回路；电容13C2和电感13L02构成次级回路。电容13C3和电容13C04及13C05为初、次级回路间的耦合电容。设l3Q01输出电压为，由于电容13C3容量较小，大部分加在它上面，因此流过该电容的电流，因此超前电压90度。次级回路调谐于调频信号的中心频率f0，当调频信号频率f=f0，次级回路阻抗为纯电阻，其回路电压与同相，即超前90度，矢量图如图27-2所示。当调频信号频率f>f0，次级回路阻抗为容性，其回路电压超前小于90度，；当调频信号频率f<f0，次级回路阻抗为电感性，其回路电压超前大于90度，它们的矢量图用实线也画在图27-2上。上述三种情况下的与电压合成的矢量，当f=f0时如图27-2的虚线矢量所示；当f>f0时如图27-2的点划线矢量所示；当f<f0时如图27-2的细点虚线矢量所示.。从图看出，三个合成矢量的幅度各不相同，这样输入调频信号频率的变化就变成了幅度的变化，通过13D03、13R04、13C06幅度检波器就能解调调频信号。13D04、13R05是为了增强解调输出信号。因为13D04与并联，则13D04仅当上正下负时导通，当f>f0时，与合成矢量本来幅度就大，而且与之间的夹角小于90度，当相位没有反相时的相位也不会反相，经13D04流过负载13C06的电流与经13D03检波流过负载13C06的电流同相迭加，这样使输出的解调信号进一步增大；反之，当f<f0时，与合成矢量本来幅度就小，而且与之间的夹角大于90度，当相位没有到90度时的相位已经反相，经13D03流过负载13C06的电流与13D03检波流过负载13C06的电流反相，这样使输出的解调信号进一步减小。此外，13D04、13R05与13D03、13R04及次级回路的线圈13L02等构成输出负载的直流环路。图27-2、及其合成矢量图四、各测量点和可调元件的作用13P01：调频信号输入铆孔13P02：鉴相器输入信号测量铆孔13P03：鉴频信号输出铆孔13W01：调节13Q01三极管工作点五、实验步骤1．实验准备插装好电容耦合回路相位鉴频器和变容二极管调频器模块，接通电源，即可开始实验。2．调频-鉴频过程观察（该实验与实验26中的内容有部分重复）⑴以实验26中的方法产生FM波（示波器监视），并将调频器单元的输出连接到鉴频器单元的输入上。用示波器观察鉴频输出波形，此时可观察到频率为1kHz的正弦波。如果没有波形或波形不好，应调整12W01和12W02。建议采用示波器作双线观察：CH1接调频器输入端12P01，CH2接鉴频器输出端13TP03，并作比较。⑵若增大调制信号幅度，则鉴频器输出信号幅度亦会相应增大（在一定范围内）。3．三个电容变化对FM波解调的影响与本实验的2相同，观察半可变电容13C1、13C2、13C3变化对于鉴频器输出端解调波形的影响。用小起子分别调整13C1、13C2、13C03，看输出波形有何变化。六、实验报告要求1．画出调频-鉴频系统正常工作时的调频器输入、输出波形和鉴频器输入、输出波形。2．根据实验数据，说明可变电容13C1、13C2、13C3变化对于鉴频器输出解调波形影响。3．总结由本实验所获得的体会。第三部分信道复用技术和均衡技术实验实验1频分复用/解复用实验一、实验目的1．了解线路成形和频分复用的概念；2．了解线路成形和频分复用的实现方法。二、实验仪器1．线路成形及频分复用模块，位号：B（实物图片如下）2．时钟与基带数据发生模块，位号：G(实物图片见第8页)3．FSK调制模块，位号A4．FSK解调模块，位号C5．20M双踪示波器1台6．信号连接线5根三、实验原理（一）频分复用的概念频分多路复用记为FDM，是过去几十年，在模拟电话通信系统中，占统治地位的复用方式。我们以电缆多路模拟电话系统为例，说明频分多路复用的原理。通常一路电话占用的频带宽度为0-4KHZ，而电缆可用带宽则远大于4KHZ，例如对称电缆可用带宽约为300KHZ，若是同轴电缆，可用带宽更宽。因此一根电缆,仅供一路电话传输是极大的浪费。然而，多路信号若不加处理，直接加在同一条电缆中进行传输，将造成相互干扰，无法实现通信。为了能在同一条电缆中传输多路信号，同时互不干扰，其中一种方法是频分复用。频分复用是发送端采用调制技术,将各路0-4KHZ的话音信号,搬移到事先设定的,电缆可用频带的不同位置上；接收端采用不同频带范围的带通滤波器分别取出各路信号，并用解调技术还原出原来的话音信号。因此频分复用的本质是：按调制后信号带宽要求，将传输信道有效通带，分为若干个排列紧凑同时又不重迭的子信道，每一路话音占用一个指定的子信道，从而实现多路通信，并且互不干扰。由上可见，频分多路，要互不干扰，滤波器的设计与制作是关键。线路成形的概念线路成形又称线路形成器或成形滤波器等。如前所述，在频分复用中，为了能在线路(电缆)有限的可用频带内，尽可能多地安排通话的路数，而且互不干扰，则它要求每一路话占用的频带宽度窄，并且带外辐射小。为减小带外辐射，在频分复用发送端，各路信号合路前，需对信号进行滤波，常称为成形滤波；同时接收端要求带通滤波器特性好，这样才能把各路信号分别选择出来,这是频分复用的基本要求。模拟通信与数字通信是两大不同的通信体制，对频分复用，虽然原理相同，但在具实现方法上仍有些差别。模拟通信，采用模拟调制，为减小每一路的带宽，多采用单边带调制；为减小带外辐射，同时保持信号不失真，成形滤波器则选用矩形系数较好的带通滤波器。接收端为较好区分各路信号，通常也是选用矩形系数较好的带通滤波器作为分路滤波器。数字通信，调制为数字调制，为减小每一路带宽，常采用最小频移键控(MSK)，正弦频移键控(SFSK)，受控调频(TFM)，高斯预调滤波最小频移键控(GMSK)等；其中后两种调制带外辐射小，更有利于频分多路复用。为减小带外辐射，成形滤波器也常选用矩形系数较好的带通滤波器。此外，在数字通信中，成形滤波器还常用来形成数字信号的波形，常选用带宽比较窄、带外辐射比较小，同时便于识别的波形，作为数字信号的波形。因此，数字通信的形成滤波器，它的另一个作用是，形成如上所述的特定的波形。因此，数字通信的形成滤波器不一定是矩形带通滤波器；相应地接收端，若是最佳接收，接收滤波器也不一定是矩形带通滤波器。本实验系统，频分复用是将话音(2KHZ正弦波)与FSK信号在同一信道上传送，实现频分复用，频分复用实验系统结构示意图如图1-1所示。＋FSK/PSK＋FSK/PSK调制低通FSK/PSK解调高通功放话音发基带信码恢复信码图1-1频分复用实验系统结构示意图当话音信号为2KHz正弦波，FSK占用频带在14-34KHz，高、低通滤波器截止频带约为8KHz。因此，合路后能共用一个信道，实现频分复用，则互不干扰。当话音信号改为由“时钟与基带数据发生模块”4P01输出的2KHZ伪随机码，由于伪随机码的谐波高达20KHz以上，它与FSK信号在同一信道上传输，实现频分复用，则相互干扰。若将伪随机码经成形滤波器(8KHz低通)滤波后，再与FSK信号合路，并在同一信道上传输，则能实现频分复用，相互不会干扰，成形滤波及频分复用系统实验结构示意图如图24-2所示。。线路成形线路成形频分复用低通滤波器高通滤波器19P0219P0119P0319P0419P0519K0119K02FSK信号还原的FSK信号19TP01图1-2成形滤波及频分复用系统实验结构示意图四、线路成形及频分复用模块各测量点的作用19P01：线路成形滤波器信号（音频信号等）输入铆孔。19P02：频分复用器的一个信号(FSK信号)输入铆孔。19P03：线路成形滤波器输出铆孔，也是频分复用器的另一个信号(音频信号等)输入铆孔。复用的分支信号也可不经过19P01而直接从19P03铆孔输入到频分复用器。19TP01：频分复用（合路后）的信号测量点。19P04：频分解复用低通滤波器输出。19P05：频分解复用高通滤波器输出。19K01：频分复用信号至低通滤波器的连接开关。19K02：频分复用信号至高通滤波器的连接开关。以上测量点的位置见图1-2。五、实验内容步骤（一）插入有关实验模块：在关闭系统电源的条件下，将“时钟与基带数据发生模块”、“FSK调制模块”、“线路成形与频分复用”、“FSK解调模块”，插到底板“G、A、B、C”号的位置插座上（具体位置可见底板右下角的“实验模块位置分布表”）。注意模块插头与底板插座的防呆口一致，模块位号与底板位号的一致。（二）调试FSK调制解调实验模块：用信号连接线将4P01、16P01；16P02、17P01连接（注意连接铆孔的箭头指向，将输出铆孔连接输入铆孔）；时钟与基带数据发生模块上的拨码器4SW02置“00000”，使4P01输出2KHZ的15位伪随机码。对比4P01、17P02两点数据波形，调整17W01电位器直到此两点波形相近。1．2KHZ正弦波与FSK信号频分实验（1）DDS信号源置于2KHZ正弦波，用信号连接线将2KHZ正弦波接到复接电路(加法器)的一个输入端（连接P03、19P03）。（2）断开16P02、17P01连接。连接16P02、19P02，将FSK调制信号连接到频分复接电路(加法器)的另一个输入端。（3）插上19K01、19K02开关。（4）连接19P04、P15，将解复用端的低通滤波器输出信号连接到底板的功放模块。则在低通滤波器输出可用示波器观察正弦波波形，从功放的扬声器能监听正弦波声音。（5）连接19P05、17P01，将解复用端的高通滤波器输出信号连接到FSK解调模块。此时，对比测试4P01、17P02两点数据波形，看FSK信号是否能正常解调。以上实验说明正弦波与FSK信号实现了频分复用。2．2KHZ伪随机码信号与FSK信号频分实验。（1）断开连接P03、19P03。连接4P01、19P03，（FSK的基带信号仍用2KHZ伪随机码，即仍接在4P01上）。将2KHZ伪随机码信号连接到复接电路(加法器)的一个输入端(即用随机码信号代替2KHZ正弦波)。此时，由于受随机码信号的干扰，FSK信号将不能正常解调。（2）断开连接4P01、19P03。连接4P01、19P01，即将2KHZ伪随机码信号先经过成形滤波器(低通滤波器)滤除高频成份后，再加到复用器上。则此时FSK信号能正常解调。在这里我们主要看FSK信号是否能被解调，所以上述实验清楚地说明成形滤波器的作用和频分复用的原理。3．关机拆线：实验结束，关闭电源，拆除信号连线，并按要求放置好实验模块。实验2时分复用/解复用实验一、实验目的1．掌握时分多路复用的概念；2．了解本实验中时分复用的组成结构；二、实验仪器1．复接/解复接、同步技术模块，位号：I(实物图片如下)2．PCM/ADPCM编译码模块，位号：H(实物图片见第38页)3．增量调制编译码模块，位号：D(实物图片见第47页)4．时钟与基带数据发生模块，位号：G(实物图片见第3页)5．20M双踪示波器1台6．铆孔连接线9根7．光信道（光端机、尾纤—选配）三、实验原理在数字通信中，为扩大传输容量和提高传输效率，通常需要把若干低速的数据码流按一定格式合并为高速数据码流，以满足上述需要。数字复接就是依据时分复用基本原理完成数码合并的一种技术。在时分复用中，把时间划分为若干时隙，各路信号在时间上占有各自的时隙，即多路信号在不同的时间内被传送，各路信号在时域中互不重叠。把两个或两个以上的支路数字信号按时分复用方式合并成单一的合路数字信号的过程称为数字复接，其实现设备称为数字复接器。在接收端把一路复合数字信号分离成各路信号的过程称为数字分接，其实现设备称为数字分接器。数字复接器、数字分接器和传输信道共同构成数字复接系统。本实验平台中，数据发送单元模块的39U01内集成了数字复接器，数据接收单元的39U01内集成了数字分接器，连接好光传输信道即构成了一个完整的数字复接系统。数字复接的方法主要有按位复接、按字复接和按帧复接三种；按照复接时各路信号时钟的情况，复接方式可分为同步复接、异步复接与准同步复接三种。本实验中选择了按帧复接的方法和方式。下面介绍一下“按帧复接”方法和“准同步复接”方式的概念。按帧复接是每次复接一个支路的一帧数据，复接以后的码顺序为：第1路的F0、第2路的F0、第3路的F0、第4路的F0、……，第1路的F1、第2路的F1、第3路的F1、第4路的F1、……，后面依次类推。也就是说，各路的第F0依次取过来，再循环取以后的各帧数据。这种复接方法的特点是：每次复接一支路信号的一帧，因此复接时不破坏原来各个帧的结构，有利于交换。同步复接指被复接的各个输入支路信号在时钟上必须是同步的，即各个支路的时钟频率完全相同的复接方式。为了接收端能够正确接收各支路信码及分接的需要，各支路在复接时，插入一定数量的帧同步码、告警码及信令等，PCM基群就是这样复接起来的。准同步复接是在同步复接分接的基础上发展起来的，相对于同步复接增加了码速调整和码速恢复环节。在复接前必须将各支路的码速都调整到规定值后才能复接。本实验中数字复接系统方框图，如下图2-1：帧同步帧同步发定时发定时调整复接发定时分接恢复同步图2-1时分复用解复用方框图8BITPCMCVSD39P0539P048BITPCMCVSD定时单元给设备提供一个统一的基准时钟。码速调整单元把路率不同的各支路信号，调整成与复接设备定时完全同步的数字信号，以便由复接单元把各支路信号复接成一个数字流。本实验中，码速调整单元将PCM编码数据、CVSD编码数据、拨码器开关设置的8BIT数据都调整为同步的512KHZ码元，然后复接进同一个数据码流中,并在第1路时隙中加入帧同步信号.本实验中同步复接的帧结构如图2-2所示。0011111110XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX帧同步码第1路8bit第2路PCM第3路CVSD第4路一帧8路数据第8路其它待用图2-2同步复接的帧结构示意图在出厂程序中仅提供了三路数据参加复接，加上同步帧头，所以还有4路时隙空闲，可供升级。在默认控制下，各路数据占据的时隙位置如下表2-1，不同的版本将稍有改动，请实验者通过实验验证。表2-1数据类型帧头8BITPCMCVSD空置空置空置空置时隙位置第1路第2路第3路第4路第5路第6路第7路第8路数字分解器由同步、定时、分接和恢复单元组成。同步单元的功能是从接收信码中提取与接收信码同步的码元时钟信号。定时单元的功能是通过同步单元提取时钟信号的推动，产生分接设备所需要的各定时信号，如帧同步信号、时序信号。分接单元的功能是把复接信号实施分离，形成同步支路数字信号。恢复电路的功能是把被分离的同步支路数字信号恢复成原始的支路信号。一般情况下，帧同步提取有时会出现漏同步和假同步现象。四、实验设置1．复接/解复接、同步技术模块39SW01：模块功能设置。“设置为1111”，选择复接解复接功能。复接端：39P01：4SW01拨码器设置的8比特数据复接输入铆孔。39P02：PCM编码数据复接输入铆孔。39P03：CVSD编码数据复接输入铆孔。39P05：8路数据复接输出铆孔。解复接：FX0：解复接时提取的帧脉冲信号。39P04：解复接数据输入铆孔。39P06：解复接PCM编码数据输出铆孔。39P07：解复接CVSD编码数据输出铆孔。D0～D7:解复接8比特数据显示。2．时钟与基带数据发生模块4SW02：设置01111，即CVSD和PCM编码时钟为64K。五、实验要求及注意1．根据前面实验的基础，按图2-1方框图，接入拨码器开关设置的8BIT数据、PCM信号和CVSD信号。2．用导线直接连接39P04、39P05两铆孔，实现时分复用、解复用本地电自环连接。3．拨码器开关设置的8BIT数据，经时分复用、解复用后，则由模块上的发光管直接显示。4．对PCM信号和CVSD信号，建议先用正弦波进行波形测量实验，调试各通道电路。5．如果使用两路用户电话发送语音作为PCM和CVSD的信号源，那么将这两种编码的译码输出交叉送入用户电话的收端，可实现本地或异地两电话的通话。6．注意：务必检查连接正确再加电实验。7．实验完成后，关闭电源开关，并按要求放置好实验模块。六、实验报告要求1.画出时分复用、解复用三个信源及信宿的详细实验方框图，并叙述其工作过程。2.画出时分复用、解复实验过程中各测量点的波形图，注意对应相位、时序关系。3.写出本次实验的心得体会，以及对本次实验有何改进意见。实验3码分复用/解复用实验一、实验目的1．了解码分复用的概念；2．了解码分复用的实现方法。二、实验仪器1．复接/解复接、同步技术模块，位号：I（实物图片见第144页）2．PCM/ADPCM编译码模块，位号：H(实物图片见第38页)3．时钟与基带数据发生模块，位号：G(实物图片见第3页)4．20M双踪示波器1台5．信号连接线4根三、实验原理码分复用记为CDM，它主要用于无线信号传输和有线局域网。码分复用是发送端用各不相同的、相互(准)正交的扩频码调制发送信号，接收端利用码型正交性，通过解扩，从混合信号中解调出相应的信号。码分复用是所有用户使用同一载波，占用相同的带宽，各用户可以同时发送或接收信号，所以各用户发送的信号，在时间和频率上都是互相重叠的。码分复用不同于频分复用和时分复用，不能用滤波和定时来区分各路信号，它区分各路信号是利用扩频码的正交性。因此，码分复用的路数决定于正交码的个数。码分复用收、发系统方框图如图3-1所示。。图3-1码分复用收、发系统原理方框图设发送端有N个用户，它们发送的信息数据和其对应的扩频码相乘(即模2加)后，对载波进行调制，然后经过功率放大器从天线辐射。接收端首先将信号解调，恢复出所有扩频码与相应信息码相乘的的数字基带信号之和，当本地产生的用户扩频码与该信号相乘，则能还原该路的原始数据信息。下面以4个用户为例，阐述码分复用原理。为叙述和作图方便，假设系统同步(码分复用，不一定要求同步)，并忽略噪声影响。由于调制与解调完成信号的透明传输，因此接端R处的解调信号为：，当本地用户扩频码与该信号相乘，若本地用户扩频码为，我们得到，由于正交，因此，。所以,由此可见能从混合信号中解调出所需的信号。上述4个用户码分复用过程也可用波形图表示，如图3-2所示。图3-2码分复用过程原理示意图由图3-2可见，1、3、4路信号为0，只有2路信号被恢复。因此该图清楚地说明了码分复用原理，码分复用解复用实验电路方框图如图3-3所示。码分复用码分复用扩频码M10扩频码M208bit数据PCM数据扩频码M10扩频码M20还原8bit数据还原PCM数据39P0539P0439P0139P0239P0639P0839P098位指示灯显示图3-3码分复用解复用实验方框图四、实验设置1．复接/解复接、同步技术模块M10：扩频码1测试点。M20：扩频码2测试点。39P08：将39P01铆孔输入数据扩频后的数据测试点39P09：将39P02铆孔输入数据扩频后的数据测试点。39P01：8bit数据输入铆孔。39P02：PCM数据输入铆孔。39P05：码分复用的数据输出铆孔。39P04：码分解复用的数据输入铆孔。39P06：解复用还原的PCM数据输出铆孔。8bit：解复用还原的8bit数据输出指示灯。39SW01拨码器：设置“0111”，选择码分复用解复用功能2.“时钟与基带数据产生器模块”拨码器4SW02设置“01111”，则PCM的编码时钟为64KHZ，4P01铆孔将输出拨码器4SW01设置的8比特串行数据（往上为1，往下为0）。五、实验内容及步骤（一）插入有关实验模块：在关闭系统电源的条件下，将“时钟与基带数据发生模块”、“复接/解复接、同步技术模块”、“PCM/ADPCM编译码模块”，插到底板“G、I、H”号的位置插座上（具体位置可见底板右下角的“实验模块位置分布表”）。注意模块插头与底板插座的防呆口一致，模块位号与底板位号的一致。1．验证扩频、解扩实验（1）39SW01拨码器：设置“0111”，选择码分复用解复用功能（2）连接4P01、39P01；4P01、39P02，拨码器4SW02设置“01111”，4SW01设置全为0。（3）分别测试对比M10与39TP08、M20与39P09点波形，分析两波形的关系，为什么？改变设置4SW01为全1呢？（4）改变设置4SW01为某个非全0或全1数据，则在39P08、39P09观测到同一信息数据不同扩频码扩频后的数据。（5）如图25-3，用信号连接线一头接好模块上39P04铆孔，另一头分别连接39P08、39P09测试针，完成不同扩频码的解扩。2．将PCM编码数据和8bit数据进行码分复用的系统实验（1）调试PCM编译码实验模块：参照前面单元原理实验，调试PCM编译码实验模块，保证其工作均正常（拨码器4SW02设置为“01111”，39SW01拨码器：设置“0111”）。（2）连接P04（底板）、34P01；34P02、39P02（模块），将PCM编码数据连接到铆孔39P02，扩频后数据可在39P09点测试。（3）连接4P01、39P01，将8bit数据连接到铆孔39P01，扩频后数据可在39P08点测试。（4）连接模块上的39P05、39P04，将码分复用数据送入解复用端。（5）连接模块39P06、34P03，将解复用还原的数据送入PCM译码端。（6）观测8bit发光二极管指示灯，看是否都能正确还原出拨码器4SW01设置的数据（如果遇到不一致，需重开一次电源开关）。（7）测试PCM译码输出，看是否都能正确还原出P04（底板）的函数信号波形。3．关机拆线（1）实验结束，关闭电源，拆除信号连线，并按要求放置好实验模块。实验4手动频域均衡实验一、实验目的1．了解信道均衡的概念与意义；2．了解模拟信道和数字信道均衡器的异同；3.正确进行手动频域均衡及眼图观察实验的电路连接；4.进行手动频域均衡调节,观察眼图，了解码间串扰及噪声对眼图的影响。二、实验仪器1.眼图观察电路(位于大底板右上角，实物图片如下）2．时钟与基带数据发生模块，位号：G3．PSK调制模块，位号A4．噪声模块，位号B5．PSK解调模块，位号C6．复接/解复接、同步技术模块，位号：I7．20M双踪示波器1台三、实验原理（一）信道均衡的意义通信中，信号总是经过信道传输到达接收端，由于信道特性不理想，它会给传输的信号带来损伤，影响通信的质量。为了保证通信质量，克服或减小信道特性不理想的影响，则在接收端，需对信号的损伤进行修复，这就是信道均衡。（二）信道均衡的原理1.信道均衡的概念信道均衡的方框原理如图4-1所示：图4-1信道均衡的方框原理图均衡器位于接收端，通常接在接收滤波器后，它的作用是修复信道不理想对信号的损伤，这种损伤通常是指线性损伤。（非线性损伤采用均衡是无法恢复的）模拟通信与数字通信都有信道均衡，虽然它们的目的都是修复信道对信号带耒的损伤，但是它们考虑问题的思路、修复的内容、实现的方法是完全不同的，下面分别作简单介绍。2.模拟通信信道均衡器模拟通信，信道对信号的损伤表现为它会引起信号失真。因此，模拟通信的信道均衡器，它与信道链连，则使总的传输特性滿足无失真传输条件要求，即在信号通带内频率振幅特性为水平线、频率相位特性是过原点的斜直线。由于频率幅度特性与频率相位特性是不独立的，因此均衡器的设计非常困难，实际设计中，往往是在滿足主要性能要求条件下，两者折衷。如桥T形的斜变均衡器、菱形均衡器、水平均衡器等是常用的均衡器电路。3.数字通信信道均衡器对数字通信，它的均衡思路与模拟通信完全不同。根据数字通信原理，影响数字信号接收的主要因素是码间串扰与噪声，而波形失真并非是对数字信号传输的要求。码间串扰，它主要就是信道特性不理想引起的。它使从发送端的数字信号形成器(也称发送滤波器)、信道及接收端的接收滤波器等总的传输特性不滿足无码间串扰的要求。数字通信系统的均衡器，就是把上述总传输特性变成无码间串扰传输，这是数字通信系统均衡考虑问题的出发点。数字通信系统均衡实现的方法，分为频域均衡和时域均衡。本实验介绍频域均衡。数字通信系统的频域均衡，是使从发送端的数字信号形成器、信道及接收端的接收滤波器，再加上频域均衡器等，使它们总的传输特性为理想低通或等效理想低通，滿足无码间串扰的传输特性要求。频域均衡所采用的电路与模拟通信均衡器电路相似，但是它们均衡的目的各不一样，模拟通信均衡是为了无失真传输,而数字通信均衡是为了无码间串扰。四、实验设置本实验频域均衡为手动频域均衡,手动频域均衡器在眼图观察电路中，其方框原理图如图4-2所示：眼图观察电路手动均衡滤波器PSK调制和解调系统眼图形成电路眼图观察电路手动均衡滤波器PSK调制和解调系统眼图形成电路示波器示波器图4-2手动频域均衡及眼图观察实验方框图五、实验步骤1．插入有关实验模块：在关闭系统电源的条件下，将“时钟与基带数据发生模块”、“PSK调制模块”、“PSK解调模块”，插到底板“G、A、B、C”号的位置插座上（具体位置可见底板右下角的“实验模块位置分布表”）。注意模块插头与底板插座的防呆口一致，模块位号与底板位号的一致。2．BPSK信号线连接：用专用导线将4P01、37P01；37P02、38P01；38P02、P16连接（底板右边“眼图观察电路”）。注意连接铆孔的箭头指向，将输出铆孔连接输入铆孔。3．加电：打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。4．跳线开关设置：“PSK调制模块”跳线开关37K02的1-2、3-4相连。“时钟与基带数据发生模块”的拨码器4SW02：设置为“00001“，4P01产生32Kb/s的15位m序列输出。5．眼图波形观察：（1）调整好PSK调制解调电路状态，即37P01与38P02波形一致（可以反相），若不一致，可调整38W01电位器。（2）当改变手动均衡滤波器的频率特性时，则改变了信号总的传输特性，用示波器观察眼图，此时眼图便发生改变，旋转手动均衡滤波器的调节手柄，使眼图最接近最佳状态(详细的实验步骤可参考第二部分实验8)，则说明总的传输特性接近等效理想低通特性，则此时码间串扰较小，眼图清晰，呈最佳状态，则手动均衡即调整好。6.关机拆线：实验结束，关闭电源，拆除信号连线，并按要求放置好实验模块。实验5预置式自动时域均衡实验一、实验内容一、实验目的1．了解时域均衡的概念与意义；2．正确进行预置式线路时域均衡实验的电路连接3.掌握预置式线路时域均衡实验的操作,观察时域均衡前失真波形及均衡后校正波形，体会时域均衡作用二、实验仪器1．线路均衡、软件无线电调制模块，位号：A(实物图片如下)2．时钟与基带数据发生模块，位号：G(实物图片见第3页)3．20M双踪示波器1台4．信号连接线4根三、实验原理前面己介绍了频域均衡，本实验主要介绍时域均衡。数字通信系统的时域均衡它是以奈奎斯特第一准则为依据，采用横向滤波器，通过调整它的抽头系数，从时间波形上把信道引起的波形畸变，仅仅在取样点上校正为无码间串扰，至于其它时间是否有码间串扰，并不关心，这就是时域均衡的特点。显然时域均衡仅仅适用于数字通信。时域均衡的横向滤波器抽头系数调整方法有：手动调整和自动调整。手动调整是系统传输信息前，先传送训练序列，用它来调整横向滤波器抽头系数，由于训练序列接收端是己知的，人工调整抽头时，可观察眼图，使接收信号正确接收，同时使眼图清晰，显然此时在取样判决时刻无码间串扰。此后横向滤波器调整的状态保持不变，停止传送训练序列改为传送信息，由于系统经过了调整，所以传输信息的误码率也较小。手动调整系统特别适用于信道特性变化不大的系统，通常是开机后调整，然后传送信息，直到通信结束，通信中一般不调整。但如果信道特性经常变化，则需每隔一段时间便进行均衡调整。若信道特性是随时间变化，则调节们频度也需相应增大。自适应均衡从原理上讲，是改变横向滤波器抽头系人工调整为机器自动调整。自适应均衡也分为很多种，其中一种与上述手动均衡过程相似，首先系统发训练序列，机器自动调整横向滤波器抽头系数，调整好后系统才开始传送信息，隔一段时间，系统又发训练序，机器再次进行横向滤波器抽头系数自动调整，通常我们称此系统为预置式自动时域均衡。本实验系统就采用这种方案，预置式自动时域均衡方框原理图如图5-1所示：判决器信息输入H(f)予置式自动时域均衡判决器信息输入H(f)予置式自动时域均衡图5-1信道均衡的方框原理简化图图5-1中的为发送滤波器、信道和接收滤波器链连。考虑到输入信号为基带序列，则具有低通特性。按方框图5-1，采用DSP来实现的时域均衡框图如图5-2：图5-2DSP实现的信道均衡方框图我们将时域均衡器算法加臷到DSP芯片并运行，通过对均衡器前后的序列波形观察，可以清楚地看出均衡器的作用，如图5-3、图5-4。图5-3DSP实现的信道均衡前序列波形实测图（测试点41P02、4P02）图5-4DSP实现的信道均衡后序列波形实测图（测试点41P03、4P02）自适应均衡还有许多其它种类，如开机后只发一次训练序列，用以对横向滤波器抽头系数进行基础的自动调节，以后则用信息序列对横向滤波器抽头系数进行不断的自动微调，它比前述的自适应均衡具有更好的信道时变特性的自适应能力；若开机后不发训练序列，直接用信息序列对横向滤波器抽头进行自动调节，它常称为自适应时域盲均衡器。无论那一种自适应均衡器，设计时都必须十分重视均衡器的收敛问题，特别是盲均衡器更要给预特别的重视，否则会引起系统工作不稳定。自适应均衡器不仅能消除信道特性不理想引起的码间串扰，而且也能克服由于噪声引起的码间串扰，比频域均衡具有更多的优良性能，并且随着大规模数字集成电路的发展，逐步得到广泛应用。，四、实验设置1.时钟与基带数据发生模块4P01：4SW02拨码器设置为“00000”，输出2KHZ的伪随机码序列。4P02：4TP01对应的码元时钟。2.线路均衡、软件无线电调制模块41P01：2KHZ的伪随机码序列输入铆孔。41P02：仿真的均衡前序列失真波形。41P03：仿真的均衡后序列校正波形。41K01：频谱分析和线路均衡功能选择跳线开关。1-2脚连为频谱分析，2-3脚连为线路均衡。41SW01拨码器：设置为“0011”，选择线路均衡功能（2KHZ的伪随机码序列）。五、实验步骤1．设置“线路均衡模块”的拨动开关41SW01，将拨动开关1～4都设置为“0011”（向上拨为“1”，向下拨为“0”）；41K01开关选择“均衡”。2．按下“线路均衡模块”的复位开关（黑色按钮，41SW02），启动线路均衡程序。3．连接“时钟与基带数据发生模块”的4P01与“线路均衡模块”的41P01铆孔，输入2KHZ的伪随机码序列（4SW02拨码器设置为“00000”）。4．在“线路均衡模块”的41P02观测仿真的均衡前序列失真波形。5．在“线路均衡模块”的41P03观测仿真的均衡后序列校正波形。6．对比41P02、41P03两点波形，分析均衡器的作用。第四部分通信系统实验实验1PCM、HDB3传输系统实验一、实验目的1.掌握PCM、AMI/HDB3传输系统原理；2.正确进行PCM、AMI/HDB3传输系统电路连接；3.测试PCM、AMI/HDB3传输系统中各模块输出信号，了解信号加工処理及传输的流程；4.进行PCM、AMI/HDB3传输系统单向信号传输试验。二、实验仪器1．HDB3编译码模块，位号：F2．PCM/ADPCM编译码模块，位号：H3．时钟与基带数据发生模块，位号：G4．20M双踪示波器1台5．铆孔连接线4根三、实验原理本实验中，将PCM编译码模块、AMI/HDB3编译码模块综合起来，进行语音信号的变换传输。为了实验者能够看清信号变换波形过程，实验时先用DDS信号源产生的正弦波代替电话语音信号进行测量。其简化结构图，见图1-1所示。PCMPCM编码HDB3编码低通、功放PCM译码HDB3译码DDS正弦波图1-1PCM基带传输系统结构框图四、实验要求及注意点1.根据前面实验的基础，具体化图1-1结构示意图，将连接铆孔等标上。2.4SW02设置01000或01111，即PCM编码64K。整理出实验的详细步骤和注意点。3.建议先用DDS信号源产生的正弦波进行波形测量实验，再换其它信号进行实验。4.注意：务必检查连接正确再加电实验。5.实验完成后，关闭电源开关，按照带课老师要求放置好实验模块。五、实验报告要求1．画出实验过程方框图，标上文字说明。2．记录码型变换的重要测试点波形，注意波形间的对应关系。实验2PCM、汉明码传输系统实验一、实验目的1.掌握PCM、汉明码传输系统原理；2.正确进行PCM、汉明码传输系统电路连接；3.测试PCM、汉明码传输系统中各模块输出信号，了解信号加工処理及传输的流程；4.进行PCM、汉明码传输系统单向信号传输试验。二、实验仪器1．汉明、交织、循环编码模块，位号：D2．汉明、交织、循环码传输模块，位号：E3．汉明、交织、循环译码模块，位号：F4．PCM/ADPCM编译码模块，位号：H5．时钟与基带数据发生模块，位号：G6．20M双踪示波器1台7．铆孔连接线5根三、实验原理本实验中，将PCM编译码模块、汉明编码、汉明传输、汉明译码等模块综合起来，进行语音信号的变换传输。为了实验者能够看清信号变换波形过程，实验时先用DDS信号源产生的正弦波代替电话语音信号进行测量。其简化结构图，见图2-1所示。PCMPCM编码汉明编码低通、功放PCM译码汉明译码DDS正弦波汉明传输图2-1PCM基带传输系统结构框图四、实验要求及注意点1．根据前面实验的基础，具体化图2-1结构示意图，将连接铆孔等标上。2.4SW02设置01000或01111，即PCM编码64K。整理出实验的详细步骤和注意点。3.建议先用DDS信号源产生的正弦波进行波形测量实验，再换其它信号进行实验。4.注意：务必检查连接正确再加电实验。5.实验完成后，关闭电源开关，按照带课老师要求放置好实验模块。五、实验报告要求1．画出实验过程方框图，标上文字说明。2．记录码型变换的重要测试点波形，注意波形间的对应关系。实验3PCM、汉明、交织码传输系统实验一、实验目的1.掌握PCM、汉明、交织码传输系统原理；2.正确进行PCM、汉明、交织码传输系统电路连接；3.测试PCM、汉明、交织码传输系统中各模块输出信号，了解信号加工処理及传输的流程；4.进行PCM、汉明、交织码传输系统单向信号传输试验。二、实验仪器1．汉明、交织、循环编码模块，位号：D2．汉明、交织、循环码传输模块，位号：E3．汉明、交织、循环译码模块，位号：F4．PCM/ADPCM编译码模块，位号：H5．时钟与基带数据发生模块，位号：G6．20M双踪示波器1台7．铆孔连接线5根三、实验原理本实验中，将PCM编译码模块、交织编码、交织传输、交织译码等模块综合起来，进行语音信号的变换传输。为了实验者能够看清信号变换波形过程，实验时先用DDS信号源产生的正弦波代替电话语音信号进行测量。其简化结构图，见图3-1所示。PCMPCM编码交织编码低通、功放PCM译码交织译码DDS正弦波交织传输汉明编码汉明译码图3-1PCM基带传输系统结构框图四、实验要求及注意点1．根据前面实验的基础，具体化图3-1结构示意图，将连接铆孔等标上。2.4SW02设置01000或01111，即PCM编码64K。整理出实验的详细步骤和注意点。3.建议先用DDS信号源产生的正弦波进行波形测量实验，再换其它信号进行实验。4.注意：务必检查连接正确再加电实验。5.实验完成后，关闭电源开关，按照带课老师要求放置好实验模块。五、实验报告要求1．画出实验过程方框图，标上文字说明。2．记录码型变换的重要测试点波形，注意波形间的对应关系。实验4CVSD、汉明码传输系统实验一、实验目的1.掌握CVSD、汉明码传输系统原理；2.正确进行CVSD、汉明码传输系统电路连接；3.测试CVSD、汉明码传输系统中各模块输出信号，了解信号加工処理及传输的流程；4.进行CVSD、汉明码传输系统单向信号传输试验。二、实验仪器1．汉明、交织、循环编码模块，位号：A2．汉明、交织、循环码传输模块，位号：B3．汉明、交织、循环译码模块，位号：C4．增量调制编译码模块，位号：D5．时钟与基带数据发生模块，位号：G6．20M双踪示波器1台7．铆孔连接线5根三、实验原理本实验中，将增量调制编译码模块、汉明编码、汉明传输、汉明译码等模块综合起来，进行语音信号的变换传输。为了实验者能够看清信号变换波形过程，实验时先用DDS信号源产生的正弦波代替电话语音信号进行测量。其简化结构图，见图4-1所示。CVSDCVSD编码汉明编码低通、功放CVSD译码汉明译码DDS正弦波汉明传输图4-1CVSD基带传输系统结构框图四、实验要求及注意点1．汉明、交织、循环编码模块、传输模块、译码模块，分别插到底板A、B、C的位号，与模块上的位号不同。2.根据前面实验的基础，具体化图4-1结构示意图，将连接铆孔等标上。3.4SW02设置00111或01111，即CVSD编码64K。整理出实验的详细步骤和注意点。4.建议先用DDS信号源产生的正弦波进行波形测量实验，再换其它