《通信原理》實驗手冊

1、實驗目的1、掌握單極性碼、雙極性碼、歸零碼、非歸零碼等基帶信號波形特點。2、掌握AMI、HDB碼的編碼規(guī)則。3 、掌握從HDB碼信號中提取位同步信號的方法。4 、掌握集中插入幀同步碼同步時分復用信號的幀結(jié)構(gòu)特點。預習知識（實驗前填寫完成）（1） AMI碼的編碼規(guī)律是：將二進制信息碼的“1”碼交替編碼為“ +1”碼和“ -1 ”碼，而“ 0”碼編碼后 仍為"0”碼。（2） HDB3碼的編碼規(guī)律是：4個連“ 0”二進制信息碼用取代節(jié)“ 000V”或“ B00V'代替，當兩個相鄰 V 碼中間有奇數(shù)個信息“1 ”碼時取代節(jié)為“000V'，有偶數(shù)個信息“ 1 ”碼（包括0個信息

2、“ 1”碼）時取代節(jié)為“ B00V' 其它的信息碼中“ 0”碼編碼后仍為“ 0”碼；信息碼的“ 1 ”碼編碼后變?yōu)椤?+1”碼或“ -1 ”碼。HDB碼中“ 1 ”、“ B”的符號與其前一個非“ 0 ”碼的符號相反，符合交替反轉(zhuǎn)原則；而“V”的符號與其前一個非“ 0”碼的符號相同，破壞了符號交替反轉(zhuǎn)原則；但相鄰V碼的符號又是交替反轉(zhuǎn)的。（3）設(shè)信息碼為 1000 0110 0000 1000 0000 0010 ，畫出其 NRZ碼、AMI 碼，HDB碼波形。二迸制信碼 10 0 0 0 11000001000000000 1 00 0 0 C -1 100000 1 000000000

3、100 0 0 V -I 10 0 -V 0 1 0 0 0 V 0 0 -V 0 1 C實驗內(nèi)容及實驗步驟（根據(jù)實驗數(shù)據(jù)填寫）本模塊有以下信號測試點：? NRZ譯碼器輸出信號測試點? BS-R鎖相環(huán)輸出的位同步信號測試點? AMI-HDB3編碼器輸出信號測試點1、熟悉數(shù)字信源模塊和 AMI/HDE3編譯碼模塊的工作原理，接好電源線，打開實驗設(shè)備電源開關(guān)。2、用示波器觀察數(shù)字信源模塊上的各種信號波形。將示波器置于外同步觸發(fā)狀態(tài)，用信源模塊的FS信號作為示波器的外同步觸發(fā)信號。示波器探頭的地線接在信源模塊的GNE點，進行下列觀察：（1）示波器的兩個通道探頭分別接信源模塊的測試點NRZ-OUT和B

4、S-OUT對照發(fā)光二極管的發(fā)光狀態(tài)，判斷數(shù)字信源模塊是否已正常工作(“1”碼對應(yīng)的發(fā)光管亮，“ 0”碼對應(yīng)的發(fā)光管滅)；(2) 用開關(guān)K1產(chǎn)生代碼X 1110010 (X為任意代碼，1110010為7位幀同步碼)，K2、K3產(chǎn)生任意信息代碼， 觀察 NRZ碼特點只有正脈沖且 “ 1 ” 碼的脈沖寬度等于位時鐘周期 以及集中插入幀同步碼同步時分復用信號幀結(jié)構(gòu)特點幀同步碼被集中插入到每一幀的固定位置，各路數(shù)據(jù)占有各 自固定的時隙(3) 用示波器觀察 AMI/HDB3編譯碼模塊的各種波形。(1) 示波器的兩個探頭 CH1和CH2分別接信源模塊的測試點NRZ-OUT和AMI/HDB3模塊的測試點 AM

5、I-HDB, 將信源模塊的 K1、K2、K3每一位都置1,觀察全1碼對應(yīng)的AMI碼(開關(guān)K4置于左方AMI端)波形和HDB碼(開 關(guān)K4置于右方HDB端)波形。再將 K1、K2、K3置為全0,觀察全0碼對應(yīng)的AMI碼和HDB碼波形。觀察時應(yīng)注 意：AMI碼和HDB碼波形的占空比為 0.5 ;編碼輸出信號 AMI-HDE3比輸入信號NRZ-OUT滯后了約4個碼元。(2) 將K1、K2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000 狀態(tài)，觀察并記錄對應(yīng)的AMI碼和HDB碼。(3) 將 K1、K2、K3 置于 0100 0000 0000 0000 0000 0000狀態(tài)，CH

6、1 接信源模塊的 BS-OUT K4 先置于左方AMI端，CH2依次觀察AMI/HDB模塊的BS-R和NRZ信號；再將K4置于右方HDB端，CH2再次觀察BS-R和NRZ 信號。從AMI碼中提取的位同步信號BS-R的相位相對于其時鐘 BS-OUT勺相位關(guān)系是：由于此時信源代碼連“ 0”個數(shù)太多，從AMI碼中提取的位同步信號 BS-R的相位相對于其時鐘 BS-OUT的相位是不固定的， 觀察中有兩種可 能現(xiàn)象：BS-R的周期相對于 BS-OUT有細微的改變；或BS-R相對于BS-OUT做快速抖動。因此不能完成正確的 AMI 譯碼。而 HDB碼則不存在這種問題實驗1數(shù)字基帶信號與AMI/HDB編譯碼

7、實驗思考題(1) 不歸零碼和歸零碼的特點是什么？(2) 與信源代碼中的“ 1”碼相對應(yīng)的 AMI碼及HDB碼是否一定相同?答：1)不歸零碼特點：脈沖寬度等于碼元寬度Ts歸零碼特點：v Ts2)與信源代碼中的“1”碼對應(yīng)的AMI碼及HDB碼不一定相同。因信源代碼中的“ 1”碼對應(yīng)的AMI碼“1”、“-1 ”相間出現(xiàn)，而 HDB3碼中的“1”，“-1 ”不但與信源代碼中的“ 1”碼有關(guān)，而且還與信源代碼中的“0”碼有關(guān)。舉例：信源代碼AMI 1-1 1 00 0 0 -1 0 0 0 0 0 1HDB-1 1 -10 0 -1 1 0 0 0 1 0 -1 寫出下列信息代碼的 AMI及HDB碼信息

8、代碼AMI 1-1 1 -1 1-1 1HDB-1 1 -1 1-1 1信息代碼AMIHDB0 0 0 1 -1 0 0 1 -1 0 0 1 -1信息代碼 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0AMI0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 -1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0HDB 3 0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0-1 0 1 -1 1 0 0 1 -1 0 0 0-1 0(4)試根據(jù)單極性歸零碼的功率譜密度公式說明為什么信息代碼中的連0碼越長，越難于從 AMI碼中提取位同步信號，而HDB碼則不存在

9、此問題。實驗者簽名 指導教師簽字實驗2數(shù)字調(diào)制實驗目的1、掌握絕對碼（AK）、相對碼（BK）的概念以及它們之間的關(guān)系。2 、掌握用鍵控法產(chǎn)生 2ASK 2FSK 2DPSK言號的方法。3 、掌握BK與 2PSK信號波形之間的關(guān)系、AK與2DPSK信號波形之間的關(guān)系。4、了解2ASK 2FSK 2DPSK信號的頻譜與數(shù)字基帶信號頻譜之間的關(guān)系。預習知識（實驗前填寫完成）（1）2ASK的編碼規(guī)律是：（2）2FSK的編碼規(guī)律是：（3）2DPSK的編碼規(guī)律是：（4）畫出2ASK 2FSK 2DPSK信號頻譜簡圖：實驗內(nèi)容及實驗步驟（根據(jù)實驗數(shù)據(jù)填寫）數(shù)字調(diào)制模塊上有以下信號測試點：? CAR2DPSK

10、和2ASK的載波信號測試點? BK相對碼測試點?2DPSK2DPSK言號測試點，Wp>0.5V? 2FSK2FSK信號測試點,Wp>0.5V? 2ASK2ASK信號測試點，Wp>0.5V1、 熟悉數(shù)字調(diào)制模塊的工作原理。接通電源，打開實驗箱電源開關(guān)。將數(shù)字調(diào)制模塊單刀雙擲開關(guān)K7置于左方 N端，使信源輸出周期性 NRZ信號（而非m序列信號）作為調(diào)制器的基帶信號。2、 將示波器置于外同步觸發(fā)狀態(tài)，用數(shù)字信源模塊的FS信號作為示波器的外同步觸發(fā)信號。示波器CH1接信源模塊的NRZ-OUT（AK，CH2接數(shù)字調(diào)制模塊的BK,信源模塊的K、冷、K3置于任意狀態(tài)（非全0），觀察AK、B

11、K波形，總結(jié)絕對碼至相對碼變換規(guī)律以及從相對碼至絕對碼的變換規(guī)律：3、 示波器CH1接2DPSK CH2分別接AK及BK,觀察并總結(jié)2DPSK信號相位變化與絕對碼的關(guān)系以及2DPSK信號相位變化與相對碼的關(guān)系：2DPSKB號波形對于 AK信號而言，逢“ 1”變，2DPSKB號波形對于 BK信號而言，在碼元發(fā)生變化的地方變。4、 示波器CH2接AK CH1依次接2FSK和 2ASK觀察這兩個信號與 AK的關(guān)系：實驗2數(shù)字調(diào)制實驗思考題1. 設(shè)絕對碼為11111、00000或1001 1010，求相對碼。 答：絕對碼11111, 00000, 10011010相對碼參考信號 010101，0000

12、0，11101100參考信號 101010，11111，000100112.設(shè)相對碼為11111、00000 或 10011010，求絕對碼。答：相對碼11111,00000,10011010絕對碼4卄/亠口 參考信 口號100000,00000,010101114卄/亠口 參考信 口號010000,10000,110101113.設(shè)信息代碼為10011010，載頻分別為碼元速率的1倍和1. 5倍，畫出2DPSK及 2PSK信號波形。息碼10 0 110 102PSK Ljr載頻2DP$K(9碼速率2PSK '¥A卜載頻2DFSK /A01- 5倍4.總結(jié)絕對碼至相對碼的變換

13、規(guī)律、相對碼至絕對碼的變換規(guī)律并設(shè)計一個由相對碼至絕對碼的變換電路。實驗者簽名 指導教師簽字 實驗3模擬鎖相環(huán)與載波同步實驗目的1. 掌握模擬鎖相環(huán)的工作原理，以及環(huán)路的鎖定狀態(tài)、失鎖狀態(tài)、同步帶、捕捉帶等基本概念。2. 掌握用平方環(huán)法從2DPSK信號中提取相干載波的原理及模擬鎖相環(huán)環(huán)路濾波器的設(shè)計方法。3. 了解2DPSK相干載波相位模糊現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。預習知識(實驗前填寫完成)(1 )模擬鎖相環(huán)的原理框圖(科斯塔斯環(huán))(2)簡單介紹模擬鎖相環(huán)及平方環(huán)載波同步器的工作原理。鎖相環(huán)由鑒相器(PC)、環(huán)路濾波器(LF)及壓控振蕩器(VCO組成，如圖3.3所示。山模擬鎖相環(huán)中，PD是一個模擬乘法器

14、，LF是一個有源或無源低通濾波器。鎖相環(huán)路是一個相位負反饋系統(tǒng)。PD檢測u(t)與uo(t)之間的相位誤差并進行運算形成誤差電壓Ud(t) 。 LF濾除乘法器輸出的高頻分量(包括和頻及其他的高頻噪聲)形成控制電壓Uc(t)。在Uc(t)的作用下、Uo(t)的相位向Ui(t)的相位靠近。則環(huán)路的數(shù)學模型如圖所示。o(t)由上述數(shù)學模型進行數(shù)學分析，可得到以下重要結(jié)論：?當Ui (t)是固定頻率正弦信號(0 i(t)為常數(shù))時，在環(huán)路的作用下，VCC輸出信號頻率可以由固有振蕩頻率3 o (即環(huán)路無輸入信號、環(huán)路對VCC無控制作用時 VCO的振蕩頻率)變化到輸入信號頻率3i,此時0 o(t)也是一個

15、常數(shù)，Ud(t)、Uc(t)都為直流。稱此狀態(tài)為環(huán)路的鎖定狀態(tài)。定義厶3o=3 i- 3 0為環(huán)路固有頻差，厶3 P表示環(huán)路的捕捉帶，厶3H表示環(huán)路的同步帶，模擬鎖相環(huán)中厶3P<A3 H。當|厶3。|< A3 P時，環(huán)路可以進入鎖定狀態(tài)。當| A3 o|< A3 H時環(huán)路可以保持鎖定狀態(tài)。當| A3 o|> A3 P時，環(huán)路不能進入鎖定狀態(tài)。環(huán)路鎖定后，若A3o發(fā)生變化使| A3 o|> A3 H,則環(huán)路不能保持鎖定狀態(tài)。環(huán)路不能進入鎖定狀態(tài)或不能保持鎖定狀態(tài)時將處于失鎖狀態(tài)。失鎖狀態(tài)下Ud(t)是一個上下不對稱的差拍電壓，當3i>3 o時，Ud(t)是上寬

16、下窄的差拍電壓；反之 Ud(t)是一個下寬上窄的差拍電壓。實驗3模擬鎖相環(huán)與載波同步實驗內(nèi)容及實驗步驟（根據(jù)實驗數(shù)據(jù)填寫）本模塊上有以下信號測試點及輸出點：? MU平方器輸出信號測試點， Vp-p> 1V? VCOVCC輸出信號測試點， W-P > 0. 2V? Ud鑒相器輸出信號測試點，變化范圍不小于 4V? CAR-OUT相干載波信號測試點/輸出點，Vp-p>0. 4V1. 熟悉載波同步模塊的工作原理。接好電源線，打開實驗箱電源開關(guān)。2. 檢查數(shù)字信源模塊和數(shù)字調(diào)制模塊是否工作正常（用示波器觀察信源模塊的NRZ-OUT（AK信號和調(diào)制模塊的2DPSK信號之間邏輯關(guān)系正確與

17、否）。3. 用示波器觀察載波同步模塊鎖相環(huán)的鎖定狀態(tài)、失鎖狀態(tài)，測量環(huán)路的同步帶、捕捉帶。環(huán)路鎖定時Ud為直流、環(huán)路輸入信號頻率等于反饋信號頻率（即VCOB號頻率）。環(huán)路失鎖時Ud為差拍電壓，環(huán)路輸入信號頻率與反饋信號頻率不相等。本環(huán)路輸入信號頻率等于2DPSK載頻的兩倍，即等于調(diào)制模塊CAR信號頻率的兩倍。環(huán)路鎖定時 VCC信號頻率等于相干載波信號CAR-OUT頻率的兩倍。所以環(huán)路鎖定時調(diào)制模塊的CAR和載波同步模塊的 CAR-OUT頻率完全相等。根據(jù)上述特點可判斷環(huán)路的工作狀態(tài)，具體實驗步驟如下：（1）觀察鎖定狀態(tài)與失鎖狀態(tài)打開電源后用示波器觀察 Ud,若Ud為直流，則手工調(diào)節(jié)載波同步模塊

18、上的電位器CR34,通過它人為改變 VCO振蕩回路中的電容量，即改變VCO固有振蕩頻率。從而使得Ud直流電壓隨振蕩回路電容量減小而減小，或隨振蕩回路電容量增大而增大， 這說明環(huán)路處于鎖定狀態(tài)。 用示波器同時觀察調(diào)制模塊的 CAR信號和載波同步模塊的 CAR-OUT 信號，可以看到兩個信號頻率相等。在鎖定狀態(tài)下，向任一方向調(diào)節(jié)電位器 CR34可使Ud由直流變?yōu)榻涣?，CAR和CAR-OUT率也不再相等，此時 環(huán)路由鎖定狀態(tài)變?yōu)槭фi狀態(tài)。接通電源后Ud也可能是差拍信號，表示環(huán)路已處于失鎖狀態(tài)。失鎖時Ud的最大值和最小值就是鎖定狀態(tài)下Ud的變化范圍（對應(yīng)于環(huán)路的同步范圍）。環(huán)路處于失鎖狀態(tài)時，調(diào)節(jié)電位

19、器CR34使Ud的差拍頻率降低，當頻率降低到某一程度時Ud會突然變成直流，環(huán)路由失鎖狀態(tài)變?yōu)殒i定狀態(tài)。（2）測量同步帶與捕捉帶使環(huán)路處于鎖定狀態(tài)后， 慢慢調(diào)整電位器 CR34使Ud電平增大，直到Ud變?yōu)榻涣餍盘枺ㄉ蠈捪抡闹芷谛盘枺?環(huán)路失鎖。記鎖定狀態(tài)下的Ud電平最大值為 Udi ;反向改變CR34 Ud的頻率逐漸變低，不對稱程度越來越小，直至變?yōu)橹绷餍盘?，環(huán)路鎖定。記環(huán)路剛由失鎖狀態(tài)進入鎖定狀態(tài)時的Ud為Ud2;繼續(xù)改變CR34, Ud減小，直至Ud變?yōu)榻涣餍盘枺ㄏ聦捝险闹芷谛盘枺h(huán)路再次失鎖。記鎖定狀態(tài)下的Ud最小值為Ud3;再反向改變CR34,直至Ud變?yōu)橹绷餍盘?，環(huán)路再次鎖定。

20、記環(huán)路再次剛由失鎖定狀態(tài)進入鎖定狀態(tài)時的Ud為Ud 。4. 觀察相干載波相位模糊現(xiàn)象使環(huán)路鎖定，用示波器同時觀察調(diào)制模塊的CAR和載波同步模塊的 CAR-OUTt號，反復斷開、接通電源可以發(fā)現(xiàn)這兩個信號 有時同相、有時反相。實驗思考題實驗3模擬鎖相環(huán)與載波同步1總結(jié)模擬鎖相環(huán)鎖定狀態(tài)及失鎖狀態(tài)的特點。答：模擬環(huán)鎖定狀態(tài)的特點：輸入信號頻率與反饋信號頻率相等，鑒相器輸出電壓為直流。 模擬環(huán)失鎖狀態(tài)的特點：鑒相器輸出電壓為不對稱的差拍電壓。2總結(jié)用平方環(huán)提取相干載波的原理及相位模糊現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。答:ct或Cos ct平方運算輸出信號中含有2fc離散譜，模擬環(huán)輸出信號頻率等于2fc,二分頻，濾波后

21、得到相干載波。2電路有兩個初始狀態(tài)，導致提取的相干載波有兩種相反的相位狀態(tài)?？蓪ο喔奢d波的相位模糊作如下解釋：在數(shù)學上，對cos2 ct進行除2運算的結(jié)果是cos ct或-cos ct。實際電路也決定了相干載波可能有兩個相反的相位，因2分頻器的初始狀態(tài)可以為“0”也可以是“ 1 ”，這兩個初始狀態(tài)分別對應(yīng)于cos ct和-cos ct兩個相干載波。用同相正交環(huán)提取相干載波時，也存在相位模糊現(xiàn)象，文獻3對此有詳細分析。實驗者簽名 指導教師簽字實驗4數(shù)字解調(diào)與眼圖實驗目的1. 掌握2DPSK相干解調(diào)原理。2. 掌握2FSK過零檢測解調(diào)原理預習知識（實驗前填寫完成）（1） 2DPSK言號的解調(diào)方式有

22、：相干解調(diào)或差分相干解調(diào)法（相位比較法）（2）2FSK信號的解調(diào)方式有：包絡(luò)檢波法、相干解調(diào)法、鑒頻法、過零檢測法等-叫皿叫丿 逝 八_/ cm _nI LHFtBS-m _LLLJLX_LLAK-OUT2DPSK相干解調(diào)波形示意圖2DPSK相干解調(diào)電路中的有關(guān)信號波形如圖所示，圖中假設(shè)絕對碼為1101011，下面對一些具體問題加以說明。?信源是周期為24bit的周期信號，當24bit的相對碼BK中“1”碼和“ 0”碼個數(shù)不相等時，相乘器 U29 的輸出信號 MU及低通濾波器輸出信號 LPF是正負不對稱的信號。在實際的2DPSK通信系統(tǒng)中，抽樣判決器輸入信號是一個均值為 0且正負對稱的信號，因

23、此最佳判決電平為0。TX系列實驗設(shè)備中，判決電平VC是可以調(diào)節(jié)的。當VC=0而相對碼BK中“1”碼和“ 0”碼個數(shù)差別太大時，可能出現(xiàn)誤判決，即解調(diào)器出現(xiàn)誤碼。因為此時 LPF信號的正電平或負電平非常接近0電平，抽樣脈沖稍不理想就會造成誤碼。電位器R39用來調(diào)節(jié)判決電平， 當BK中“1”碼與“ 0”碼個數(shù)差別比較大時出現(xiàn)誤碼時，可調(diào)節(jié)R39使VC接近LPF信號的中值。實際通信系統(tǒng)中的2DPSK相干解調(diào)器（或差分相干解調(diào)器）是針對隨機信號，不需要調(diào)節(jié)判決電平。?比較器的輸出信號 CM為TTL電平信號，它不能作為相對碼直接送給碼反變器，因為它并不是一個標準的單極性非歸零碼，其單個“1”碼對應(yīng)的正脈

24、沖的寬度和單個“0”碼對應(yīng)的零電平的寬度可能小于碼元寬度、也可能大于碼元寬度。另外，當LPF中有噪聲時，CM中還會出現(xiàn)噪聲脈沖（由于在TX系列實驗設(shè)備中信道是理想的，接收機輸入信號中無噪聲，故實驗時觀察不到此脈沖噪聲）。實驗4數(shù)字解調(diào)與眼圖CM JESJNAK-OUT2FSK過零檢測解調(diào)器各點波形示意圖實驗內(nèi)容及實驗步驟（根據(jù)實驗數(shù)據(jù)填寫）2DPSK解調(diào)模塊上有以下信號測試點及輸入輸出點：? MU相乘器輸出信號測試點? LPF低通、運放輸出信號測試點? VC比較器比較電壓測試點? CM比較器輸出信號測試點/輸出點? BK解調(diào)輸出相對碼測試點? AK-OUT解調(diào)輸出絕對碼測試點/輸出點? BS-

25、IN位同步信號輸入點2FSK解調(diào)模塊上有以下信號測試點及輸入輸出點:? FD2FSK過零檢測器輸出信號測試點? LPF低通濾波器輸出信號測試點? CM比較器輸出信號測試點/輸出點? BS-IN位同步信號輸入點? AK-OUT解調(diào)輸出信號的測試點/輸出點1. 復習前面實驗的內(nèi)容并熟悉2DPSK解調(diào)模塊及2FSK解調(diào)模塊的工作原理，接通實驗箱電源。將數(shù)字調(diào)制模塊單刀雙擲開關(guān)K7置于左方NRZ端。2. 檢查數(shù)字信源、數(shù)字調(diào)制及載波同步模塊是否工作正常，載波同步模塊的鎖相環(huán)應(yīng)處于鎖定狀態(tài)。3. 2DPSK 解調(diào)實驗（1）將數(shù)字信源模塊的 BS-OUT用信號連線連接到 2DPSK解調(diào)模塊的BS-IN處。

26、將示波器置于外同步觸發(fā)狀態(tài)， 以信源模塊的FS信號作為示波器外同步觸發(fā)信號。將示波器的CH1接數(shù)字調(diào)制模塊的 BK, CH2接2DPSK解調(diào)模塊的MU MU與 BK的相位關(guān)系是同相或反相。實驗4數(shù)字解調(diào)與眼圖（2） 示波器的CH2接2DPSK解調(diào)模塊的LPF,可看到LPF與MU相位關(guān)系是 同相。（3）示波器的CH1接VC,調(diào)節(jié)電位器電，使VC為LPF的中值電平（4） 觀察數(shù)字調(diào)制模塊的 BK與2DPSK解調(diào)模塊的MU LPF、BK之間的關(guān)系，再觀察數(shù)字信源模塊中AK信號與2DPSK解調(diào)模塊的 MU LPF、BK AK-OUT言號之間的關(guān)系。（畫出圖形）（5） 斷開、接通電源若干次，改變數(shù)字調(diào)制

27、模塊的CAR信號與載波同步模塊的 CAR-OUTW號的相位關(guān)系，重新 進行步驟（4）中的觀察。（6） 將數(shù)字調(diào)制模塊單刀雙擲開關(guān)K7置于右方M序列端，此時數(shù)字調(diào)制器輸入的基帶信號是m序列。用示波器觀察2DPSK解調(diào)模塊中的LPF信號，即可看到無噪聲時的眼圖。4. 2FSK 解調(diào)實驗將數(shù)字調(diào)制模塊單刀雙擲開關(guān)K7還原置于左方NRZ端。將數(shù)字信源模塊的 BS-OUT用信號連線換接到 2FSK解調(diào)模塊的BS-IN處，示波器探頭 CH1接數(shù)字信源模塊中的 AK, CH2分別接2FSK解調(diào)模塊中的FD LPF、CM及 AK-OUT畫出 2FSK過零檢測解調(diào)器的解調(diào)過程示意圖。實驗思考題1、總結(jié)2DPSK

28、克服相位模糊現(xiàn)象的機理當相干載波為-cos 3 c t時，MU、LPF及BK與載波為cos co c t時的狀態(tài)反相，但 AK仍不變（第一位與 BK的起始電平有關(guān)）。2DPSK系統(tǒng)之所能克服相位模糊現(xiàn)象，是因為在發(fā)端將絕對碼變?yōu)榱讼鄬Υa，在收端又將相對碼變?yōu)榻^對碼，載波相位模糊可使解調(diào)出來的相對碼有兩種相反的狀態(tài)，但它們對應(yīng)的絕對碼是相同的。實驗者簽名 指導教師簽字實驗5數(shù)字鎖相環(huán)與位同步實驗目的1. 了解數(shù)字鎖相環(huán)的作用。2. 了解用數(shù)字環(huán)提取位同步信號的原理及對其輸入的信息代碼的要求。預習知識（1）數(shù)字鎖相環(huán)用于提取位同步信號。（2） 環(huán)路輸入信號電平變化頻率越低，位同步信號同步抖動越大。

29、若環(huán)路輸入信號是單極性非歸零碼，則連“1”或連“ 0”碼越多，越不利于提取位同步信號。實驗內(nèi)容及實驗步驟1、 熟悉位同步模塊工作原理。將數(shù)字信源模塊的NRZ-OUT言號用信號連線連接到位同步模塊的S-IN點，接通實驗箱電源。按幾下位同步模塊的復位鍵，確保位同步模塊正常工作。2、觀察數(shù)字環(huán)的鎖定狀態(tài)和失鎖狀態(tài)。調(diào)整信源模塊的 K1、K2、K3開關(guān)，使NRZ-OUT為01110010 11000000 00000000。將示波器置于外同步觸發(fā) 狀態(tài)，用數(shù)字信源模塊的 FS信號作為示波器的外同步觸發(fā)信號。將示波器的兩個探頭分別接信源模塊的NRZ-OU和位同步模塊的 BS-OUT調(diào)節(jié)位同步模塊上的電位

30、器CR2觀察數(shù)字環(huán)的鎖定狀態(tài)和失鎖狀態(tài)。鎖定時BS-OUT信號上升沿位于 NRZ-OUT言號的碼元中間且在很小范圍內(nèi)抖動；失鎖時，BS-OUT的相位抖動比較大，本實驗中可能超出半個碼元寬度范圍。3、 觀察位同步信號抖動范圍與位同步器輸入信號連“1”或連“ 0”個數(shù)的關(guān)系。調(diào)節(jié)電位器CR2使環(huán)路鎖定且 BS-OUT言號相位抖動范圍最小，調(diào)整信源模塊的 K1、K2、K3,使每幀NRZ-OU信號只有1個“1”碼或只有1個“0”碼，觀察此時 BS-OUT信號的相位抖動變化情況。實驗者簽名 指導教師簽字實驗目的1. 掌握時分復用數(shù)字基帶通信系統(tǒng)的基本原理。2. 掌握位同步信號抖動、幀同步信號錯位對數(shù)字信

31、號傳輸?shù)挠绊憽?. 掌握位同步信號、幀同步信號在數(shù)字分接中的作用及同步時分復用信號的分接原理。預習知識（1）時分復用基本原理。（2）數(shù)字通信系統(tǒng)位同步、幀同步時的狀態(tài)。實驗內(nèi)容及實驗步驟（根據(jù)實驗數(shù)據(jù)填寫）本實驗使用數(shù)字信源、位同步、幀同步及數(shù)字終端等四個模塊。它們的信號連接關(guān)系如圖所示，其中實線表示印 刷板上已經(jīng)布好的連線，虛線表示實驗中要由實驗者連接的信號線。1. 復習位同步、幀同步的實驗內(nèi)容并熟悉數(shù)字終端模塊工作原理，按照圖將這四個模塊連在一起，接通實驗 箱電源。示波器處于外同步觸發(fā)狀態(tài)，將信源模塊的FS信號作為示波器外同步觸發(fā)信號。圖數(shù)字基帶系統(tǒng)連接圖2. 用示波器CH1觀察數(shù)字信源模

32、塊 NRZ-OUT言號，判斷信源模塊是否工作正常。正常工作時現(xiàn)象應(yīng)是：波形顯示的NRZ應(yīng)和數(shù)碼管一致3. 用示波器CH2觀察位同步模塊 BS-OUT信號，調(diào)節(jié)位同步模塊的電位器CR2使位同步信號 BS-OUT勺上升沿對準信源NRZ信號的碼元中間并且相位抖動最小。4. 將數(shù)字信源模塊的 K1置于1110010，用示波器CH2觀察幀同步模塊 FS信號與信源NRZ信號的相位關(guān)系， 判斷幀同步模塊是否工作正常。注意：FS信號的上升沿超前于 NRZ-OUT言號中第1路數(shù)據(jù)的起始時間約半個碼元，基本上與BS-OUT信號的上升沿對齊。5當位同步模塊、幀同步模塊已正確地提取出位同步信號和幀同步信號時，通過信源

33、模塊及終端模塊的發(fā)光二極管觀察兩路 8bit數(shù)據(jù)是否已正確地傳輸?shù)绞战K端，正常工作時現(xiàn)象應(yīng)是：信源及終端的數(shù)碼管顯示應(yīng)一致6. 用示波器觀察分接出來的兩路8bit周期信號D1和D2,從而判斷終端模塊是否已將兩路時分復用信號正確地分接出來。正常工作時現(xiàn)象應(yīng)是：D1 和D2的波形應(yīng)與數(shù)碼管顯示應(yīng)一致7. 觀察位同步抖動對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?。用示波器觀察數(shù)字終端模塊的D1或D2信號，然后緩慢調(diào)節(jié)位同步模塊上的電位器CR2增大位同步抖動范圍，觀察D1或D2信號波形變化情況和發(fā)光二極管的狀況（當位同步抖動范圍超過一個碼元時，D1或D2指示燈有明顯閃爍，即有誤碼）。8. 觀察幀同步對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊憽＿€原位同步

34、模塊到正確的狀態(tài)。通過設(shè)置信源模塊的K1、K2和K3，使幀同步碼1110 010處于一幀信號中任意位置，觀察數(shù)字終端分接出來的兩路信號并確定它們與數(shù)字信源模塊的輸出信號對應(yīng)關(guān)系：當幀同步碼不在K1位置時，終端不能正確分接出兩路信號，因為幀同步已經(jīng)不起作用了。在國際通信中，幀同步 碼的位置是要處在一幀中的第0幀，其他位置不行。實驗者簽名 指導教師簽字實驗目的1. 掌握時分復用2DPSK通信系統(tǒng)的基本原理。2. 掌握時分復用2FSK通信系統(tǒng)的基本原理。預習知識(1)時分復用復接、分接基本原理。實驗內(nèi)容及實驗步驟(根據(jù)實驗數(shù)據(jù)填寫)圖給出了傳輸兩路數(shù)字信號的時分復用2DPSKI信系統(tǒng)原理框圖，將圖中

35、的2DPSK調(diào)制器和2DPSK解調(diào)器分別換為2FSK調(diào)制器和2FSK解調(diào)器，并去掉載波同步信號，即為時分復用2FSK通信系統(tǒng)。圖中 m(t)為時分復用數(shù)字基帶信號，為NRZ碼，發(fā)濾波器及收濾波器的作用與基帶系統(tǒng)類似。為便于用示波器觀察數(shù)字信號的傳輸過 程，本實驗假設(shè)信道是理想的且收、發(fā)端都無濾波器。2DPSK寸分復用通信系統(tǒng)1. 擬定2DPSK系統(tǒng)及2FSK系統(tǒng)各模塊之間的信號連接方案2DPSK系統(tǒng)中包括數(shù)字信源、數(shù)字調(diào)制、載波同步、2DPSK解調(diào)、位同步、幀同步及數(shù)字終端等七個模塊。在2FSK系統(tǒng)中，無載波同步模塊，將2DPSK解調(diào)模塊改為2FSK解調(diào)模塊，其它模塊與 2DPSK系統(tǒng)相同。畫

36、出2DPSK系統(tǒng)七個模塊全部信號連接圖，用虛線標出手工接線。1 BS信源|?NRZ(AK)2. 進行2DPSK通信系統(tǒng)實驗按擬定的方案連好信號連線，接通實驗箱電源，數(shù)字調(diào)制模塊單刀雙擲開關(guān)K7置于左方NRZ端。若信源的兩路數(shù)據(jù)可以正確地傳輸?shù)浇K端， 則用示波器觀察信號的傳輸過程， 從而掌握時分復用2DPSK通信系統(tǒng)的基本原 理。若信源的兩路數(shù)據(jù)不能正確地傳輸?shù)浇K端，請分析原因并排除故障。3. 進行2FSK通信系統(tǒng)實驗使信源的兩路數(shù)據(jù)正確地傳輸?shù)浇K端。實驗思考題1. 位同步信號的上升沿為什么要處于2DPSK解調(diào)器或2FSK解調(diào)器的低通濾波器輸出信號的碼元中心？答：通常低通濾波器輸出信號在碼元中間

37、幅度最大，噪聲容限大，因而位同步信號上升沿對準碼元中間可使誤碼率最小。2. 此2DPSK實驗系統(tǒng)中，若不能正確傳輸兩路數(shù)據(jù)，排除故障的最優(yōu)步驟是什么？答：依照信號流程檢查各單元，找出故障產(chǎn)生點，予以排除。0 ）檢查電源輸出和接線；1） 信源單元幀同步識別碼設(shè)置是否正確（K1應(yīng)設(shè)置為X 1110010）；2） 載波同步單元的鎖相環(huán)是否完全鎖定（調(diào)節(jié)可變電容使Ud處于同步帶中間）3） 2DPSK解調(diào)單元 MU、LPF波形以及 V 電壓設(shè)置是否正確（調(diào)節(jié)電位器使MU、LPF波形符合要求， Vc處于LPF中值）;4） 位同步單元鎖相環(huán)是否正確鎖定（調(diào)節(jié)可變電容使BS-OUT抖動足夠?。?；實驗者簽名 指

38、導教師簽字實驗8 PCM編譯碼實驗目的1. 掌握PCM編譯碼原理。2. 了解語音信號PCM編譯碼系統(tǒng)的動態(tài)范圍和頻率特性的定義。預習知識（1）PCM編譯碼原理。實驗內(nèi)容及實驗步驟（根據(jù)實驗數(shù)據(jù)填寫）該模塊上有以下信號測試點和輸入點：? BSPCM基群時鐘信號測試點? SL0PCM基群第0個時隙冋步信號測試點? SLA信號A的抽樣信號即時隙同步信號測試點? SLB信號B的抽樣信號即時隙同步信號測試點? SRB信號B譯碼器輸出信號測試點? STA輸入到編碼器A的信號測試點? SRA信號A譯碼器輸出信號測試點? STB輸入到編碼器B的信號測試點? PCM時分復用PCMt號測試點? PCM-A信號A編

39、碼結(jié)果測試點? PCM-B信號B編碼結(jié)果測試點? STA-IN外部音頻信號A輸入點? STB-IN外部音頻信號B輸入點本模塊有多個設(shè)定開關(guān)：開關(guān)K5、K6用來選擇兩個編碼器的輸入信號，開關(guān)手柄處于左邊（STA-IN、STB-IN）時選擇外部信號、處于右邊 （STA-S、STB-S）時選擇模塊內(nèi)部音頻正弦信號。1. 熟悉PCM編譯碼模塊的工作原理，用開關(guān)K9接通8KHz抽樣信號（即K9置為1000狀態(tài)），開關(guān)K8置為SL1（或SL5、SL7），開關(guān)K5、K6分別置于STA-S STB-S端，接通實驗箱電源。2. 將示波器置于內(nèi)同步觸發(fā)狀態(tài)且設(shè)定CH1通道信號為內(nèi)同步觸發(fā)信號。用CH1通道分別觀察

40、STASTB調(diào)節(jié)電位器R20（對應(yīng)STB），使正弦信號 STB波形頂部不失真（峰峰值小于5V）。3.用示波器觀察PCM譯碼器輸出信號的量化噪聲示波器的CH1接STA（或 STB），CH2接SRA（或 SRB）,觀察編碼器輸入信號和譯碼器輸出信號波形的區(qū)別（注 意觀察譯碼輸出信號的量化噪聲，包括小信號量化噪聲和大信號量化噪聲）。實驗8 PCM編譯碼4. 用示波器觀察PCM編碼輸出信號。示波器CH1接SLO（調(diào)整示波器掃描周期以至少顯示兩個 SLO脈沖，從而可以觀察完整的一幀信號） ，CH2依 次接SLA PCM-A SLB PCM-B以及PCM觀察編碼后的數(shù)據(jù)所處時隙位置與時隙同步信號的關(guān)系以及PCM信號的幀結(jié)構(gòu)（注意：本實驗的幀結(jié)構(gòu)中有 29個時隙是空時隙，SLO、SLA及SLB的脈沖寬度等于一個時隙寬度）。開關(guān)K8分別接通SLB- 1、2、5、7,觀察PCM幀結(jié)構(gòu)的變化情況。5. 用示波器定性觀察 PCM編譯碼器的