哈工大通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、Harbin I nstituteof Technology 通信原理 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 課程名稱: 院 系 通信原理 電子與信息工程學(xué)院 班 姓 級(jí) 名 口 號(hào): 指導(dǎo)教師: 倪潔 實(shí)驗(yàn)時(shí)間: 2015 年12月 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 實(shí)驗(yàn)二 幀同步信號(hào)提取實(shí)驗(yàn) 、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 了解幀同步的提取過(guò)程。 2. 了解同步保護(hù)原理。 3. 掌握假同步，漏同步，捕捉動(dòng)態(tài)和維持態(tài)的概念。 二、實(shí)驗(yàn)原理 時(shí)分復(fù)用通信系統(tǒng)，為了正確的傳輸信息，必須在信息碼流中插入一定數(shù)量的幀同步碼, 幀同步碼應(yīng)具有良好的識(shí)別特性。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)幀長(zhǎng)為 24比特，劃分三個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙長(zhǎng) 度8比特，在每幀的第一時(shí)隙的第2至第8碼元插入七位

2、巴克碼作為同步嗎。第9至24比 特傳輸兩路數(shù)據(jù)脈沖。 幀結(jié)構(gòu)為：X11100101010101011001100，首位為無(wú)定義位。 本實(shí)驗(yàn)?zāi)K由信號(hào)源， 巴克碼識(shí)別器和幀同步保護(hù)電路三部分構(gòu)成，信號(hào)源提供時(shí)鐘脈 沖和數(shù)字基帶脈沖，巴克碼識(shí)別器包裹移位寄存器、相加器和判決器。其余部分完成同步保 護(hù)功能。 nxD TPior TP302. t 嚴(yán)0九 TP制M F 當(dāng)七位全對(duì)時(shí)，把位同步信息和數(shù) 字基帶信號(hào)輸入給移位寄存器，識(shí)別器就會(huì)有幀同步是別的 EPMI信號(hào)輸出。 識(shí)別器先找到和幀同步碼一致的信碼碼位，然后對(duì)幀逐個(gè)進(jìn)行比較，如果接收端的本地 同步碼相位與信碼碼型不同，那么是假識(shí)別信號(hào)，否則是幀

3、同步信號(hào)。 實(shí)驗(yàn)三 位同步信號(hào)提取實(shí)驗(yàn) 、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握用數(shù)字鎖相環(huán)提取位同步信號(hào)的原理 二、實(shí)驗(yàn)原理 用于位同步信號(hào)提取電路的數(shù)字鎖相環(huán)有兩種: 超前滯后型和觸發(fā)型， 本實(shí)驗(yàn)采用的是 O 2- 3 k * * 觸發(fā)型數(shù)字鎖相環(huán)。 位同步器是由控制器、數(shù)字鎖相環(huán)和展寬器構(gòu)成的。數(shù)字鎖相環(huán)包括數(shù)字鑒相器、量化 器。數(shù)字環(huán)路濾波器和數(shù)控震蕩器等單元。晶振分頻器為系統(tǒng)提供時(shí)鐘，基帶信號(hào)源為系統(tǒng) 提供測(cè)試用數(shù)字信號(hào)。 鎖相環(huán)是位同步器的主要部分，其作用是把本地位定時(shí)脈沖與接收到的信息序列中的位 定時(shí)信號(hào)鎖定，即頻率形同，相位一致（但存在某一固定剩余相差） 4 B3-1 S同羯翊密 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1.

4、觀察數(shù)字環(huán)的失鎖狀態(tài)，鎖定狀態(tài)。 信息 2. 觀察數(shù)字還鎖定狀態(tài)下位同步信號(hào)的相位抖動(dòng)現(xiàn)象及相位抖動(dòng)大小與固有頻差、 代碼的關(guān)系。 3. 觀察數(shù)字環(huán)位同步器的同步保持時(shí)間與固有頻差之間的關(guān)系。 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1.接好電源，按下按鈕 K1, K2, K800是電路工作。 2.將開(kāi)關(guān)K801接2,3腳，K802, K803接1,2腳，撥碼開(kāi)關(guān)SW801處于非全零或者非全 狀態(tài)下，用示波器觀察TP802處的波形，應(yīng)為以 8bit為周期的的周期信號(hào)。然后將示波 器的兩個(gè)通道分別接 TP804和TP806,若示波器上的兩個(gè)信號(hào)相位差為3 n /2，則環(huán)路為鎖 定狀態(tài)。 3.斷開(kāi)電源，將 K802接2,3

5、腳，K801, K803接法不變，接通電源，此時(shí)用示波器雙蹤 同時(shí)觀察TP804和TP806,應(yīng)可看到兩個(gè)脈沖的相位差不為3 n /2，即環(huán)路處于失鎖狀態(tài), 重復(fù)按一 K802 按一次復(fù)位鍵 SU801,3 秒后， 應(yīng)可以看到此是兩個(gè)脈沖的相位關(guān)系又發(fā)生了變化。 次復(fù)位鍵，在觀察一次，應(yīng)該可以看到每次觀察到的兩個(gè)脈沖相位差都不一樣，在將 接1,2腳，可以看到兩個(gè)脈沖的相位差迅速恢復(fù)為3n /2，即環(huán)路立即進(jìn)入鎖定狀態(tài)。此時(shí) 再講K802接2,3腳，兩個(gè)脈沖的相位關(guān)系保持不變，環(huán)路保持鎖定狀態(tài)不變，即當(dāng)環(huán)路固 有頻差為 0 時(shí)環(huán)路同步保持時(shí)間為無(wú)窮大。 4.將K801接1, 2腳，K802接1,

6、2腳，將示波器兩個(gè)通道一個(gè)接 TP804, 個(gè)接TP807, 同時(shí)觀察，調(diào)節(jié)可調(diào)電容 C809,使兩個(gè)信號(hào)相差固定不變，表明環(huán)路進(jìn)入了鎖定狀態(tài)。 5此時(shí)再將K802接2,3腳，示波器接法不變，應(yīng)可以看到兩個(gè)信號(hào)的行為是變化的。 6. 觀察位同步相位抖動(dòng)的大小與位同步器輸入信號(hào)連“0”和連” 1”個(gè)數(shù)的關(guān)系。 五、測(cè)試點(diǎn)參考波形 ：28 CHI lOOV CH1上 2015-12-16 14：28 TP 802 1，i-k TP 803 lygi * Hli 也i進(jìn)値4伍叭 im + 一/ * HMM IHMU1、 :理首J取fij 一茫沁 J動(dòng)設(shè)置 JJS 企T M汕加 曲/ -iS冰 I i

7、w早m 908dl 目咸曲 H N啦眥giEsA I . . 1 河LSh盧區(qū)； 間 b i)|(Il|fl. l-H：. , . 1 LH壬 ? ihIU B tOSdl g乙:八 91-zi-gLO 4兒| m 5?-3 LM3 叫:単 目曲也 1忖十I WT 丄丁|對(duì) TP807點(diǎn)波形 麵率 53,271! ib . Skfl/uBW- 2n w禰如生妙 TP 806 M -1M眥L. 35.2flfcHz : 一竊爭(zhēng) Tek H Lq Ph f F i r： K 11 ii H E t t 1 I- 1 . L. mhm .； J_ L 口門(mén) .-. 峰-幄值2. J上罟均值. 動(dòng)設(shè)置

8、 -亍 澗期rU3則：；騎率陌 CHi-irjoVM沁亠 1 2(rr?-T?-re i4：29 六、實(shí)驗(yàn)分析 信息碼中的連“ 1”或連“ 0”碼會(huì)造成位同步信號(hào)相位抖動(dòng)。連“ 1”或連“ 0”的個(gè)數(shù) 越多， 濾波輸出信號(hào)的周期和幅度變化越大， 位同步輸出信號(hào)的相位抖動(dòng)也越大。 控制器使 數(shù)控振蕩器在調(diào)整前， 若發(fā)現(xiàn)鑒相器輸出一個(gè)脈沖， 則進(jìn)行調(diào)整， 進(jìn)而使鎖相環(huán)進(jìn)入同步鎖 定狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)快速捕捉即可得到位同步信號(hào)。 實(shí)驗(yàn)四 脈沖幅度調(diào)制與解調(diào)（ PAM） 、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.深入理解PAM系統(tǒng)的組成、工作原理及主要工作點(diǎn)波形。 2觀察連續(xù)信號(hào)的取樣過(guò)程，加深對(duì)取樣定理的理解。 二、實(shí)驗(yàn)原理 本實(shí)驗(yàn)

9、是脈沖調(diào)制的一種，屬于脈沖模擬調(diào)制，是音頻信號(hào)對(duì)脈沖序列幅度進(jìn)行調(diào)制， 記作 PAM。 TPAl TP601 TP603TPA2 脈沖幅度調(diào)制實(shí)際上就是用脈沖對(duì)連續(xù)信號(hào)進(jìn)行取樣, 使其變成時(shí)間離散的一系列取樣 值序列，為了保證解調(diào)后的信號(hào)較少是真，脈沖序列的重復(fù)頻率fs與信號(hào)最高頻率Fm之間 應(yīng)滿足取樣定理的要求。 音頻正弦信號(hào)（頻率為 2KHZ）由TPA1輸入，經(jīng)音頻放大與限幅后，接入PAM調(diào)制器, 同時(shí)還有取樣脈沖接入PAM調(diào)制器。TP604點(diǎn)脈沖的重復(fù)頻率 fs按取樣定理決定，本實(shí)驗(yàn) 約為25KHZ TP602點(diǎn)即為調(diào)幅脈沖序列。 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1. 了解試驗(yàn)箱各組成模塊的分布，確認(rèn) P

10、AM莫塊的位置及測(cè)試點(diǎn)。 2.接好電源，按下開(kāi)關(guān) K1，K2和K600,這是PAM模塊已通電工作。 3.設(shè)置跳線開(kāi)關(guān)：KA1屆2、3腳、KA2接2、3腳，這時(shí)輸入信號(hào)（有內(nèi)部提供）與電 路接通，同時(shí)解調(diào)器與調(diào)制器相連。 4.觀測(cè)各點(diǎn)波形 TP601：輸入音頻信號(hào)，測(cè)出波形及頻率 F。 TP604:取樣脈沖序列，測(cè)出周期 Ts。 TP602: PAM脈沖序列 TPA2:解調(diào)輸入脈沖序列，與 TP602波形相比較。 OUT解調(diào)后的輸出信號(hào) 四、測(cè)試點(diǎn)參考波形 2015-12-16 13：38 TP601 2015-12-16 13：39 TP 604 2015-1216 13M0 Tp602波形

11、2015-12-16 13-40 邛a2波形 2015-12-16 13：和 OUT波 形 五、實(shí)驗(yàn)分析 造成系統(tǒng)失真的原因主要為：發(fā)送端的非理 抽樣之后，調(diào)制波形中包不包含直流分量, 想抽樣和接收端低通濾波的非理想所帶來(lái)的誤差。 PAM調(diào)制：脈沖振幅調(diào)制，對(duì)模擬信號(hào) 進(jìn)行抽樣，把周期性脈沖序列看作非正弦波，而抽樣過(guò)程則是用模擬信號(hào)對(duì)它進(jìn)行調(diào)制。 PAM解調(diào)：用低通濾波器對(duì) PAM調(diào)制信號(hào)的頻譜進(jìn)行濾波，得到的即為模擬信號(hào)的頻譜， 則只須將其進(jìn)行傅里葉變換即可恢復(fù)信號(hào)。自然抽樣才可以直接用低通濾波器解調(diào)，自然抽 樣后包含有原始信號(hào)頻譜。 實(shí)驗(yàn)五脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)（PCM） 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.

12、了解PCM系統(tǒng)的組成及工作原理。 2.觀測(cè)各點(diǎn)波形，了解基帶信號(hào)的形成過(guò)程。 二、實(shí)驗(yàn)原理 脈沖編碼調(diào)制（PCM是脈沖調(diào)制的一種特殊情況，他所傳載的信號(hào)，不但在時(shí)間上是 離散的，同時(shí)也在幅度取值上也是離散的。 輸入的音頻信號(hào)（本實(shí)驗(yàn)為2KHZ正弦信號(hào)）經(jīng)取樣后，變成時(shí)間離散的條幅脈沖序列, 然后對(duì)每個(gè)取樣值進(jìn)行量化使其變?yōu)殡x散值，再用一定位數(shù)（本實(shí)驗(yàn)8位）的碼組代替這一系列量化值，從而得到一列脈沖編碼序列，完成編碼調(diào)制過(guò)程。 解調(diào)器進(jìn)行上訴的逆過(guò)程：PCM序列經(jīng)譯碼得到一個(gè)脈沖序列，在進(jìn)行低通濾波器就可 以恢復(fù)原始信號(hào)。 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1.熟悉PCM莫塊在綜合試驗(yàn)箱上的位置，了解各開(kāi)關(guān)及測(cè)試點(diǎn)

13、位置。 2.將跳線開(kāi)關(guān) K201置1-2腳，K203置1-2腳。 3.接通電源，按下 K1.K2和K200，這時(shí)PCM莫塊電路已工作。 4.觀測(cè)各點(diǎn)波形 TP 201: 總時(shí)鐘，頻率 2048KHZ,占空比50% TP203: 第一路信號(hào)的時(shí)隙脈沖（位于全幀的第七號(hào)時(shí)熹） TP204: 第二路信號(hào)的時(shí)隙脈沖（位于全幀的第2好時(shí)隙）。 TP205: 幀同步時(shí)隙脈沖（位于全幀的第0好時(shí)隙）。 TP206: 輸入信號(hào)，正弦波 F=2KHz,如果波形不好，可調(diào)整電位器W002 W003 W004. TP207: 地一路PCM編碼信號(hào) TP20浮L CRTz-naniV AUTU.ET LH1 平均值

14、CHI 嵯-嵯値 78.4mV I Hi 20Sm,V TP708點(diǎn)波形 Tek r4 .lljf * ( f n 11*- 2015-12-16 13：54 h.3 卩確；JJ UdlS a ml JUUL 勺一 2015-12*16 13：55 TP709點(diǎn)波形 1 5： 5前 M ims CH1 / -Wr4mV S.51721MH7 土 I 棉飛MmV 取消自 動(dòng)設(shè)S 2015-12-16 13:55 TP710點(diǎn)波形 4- 動(dòng)設(shè)置 CH1 / -WrnV 3 i嵯喔值氐 i周期05皿 lek 工 平均值 35思 :瓠率 1JC5MHI -H1 100V裙血 # CH1卜檢訓(xùn)同莊方形洶或眛沖 TP713點(diǎn)波形 2015-12-16 I3：55 Tek 1 I :-f :M - - IM H1 l.flOV A 2 d t j呈詢乍值*紬 tlS期上迸嚴(yán) 平均值7躬前 麵宰沁3岸電: M SSOiii 2015-12-16 13：55 TP714點(diǎn)波形 le?k .1 pmc 0 , or I